ČO JE TO NEUTRÁLNY ATÓM? (S PRÍKLADMI) - CHÉMIA

Neutrálny atóm je ten, ktorý nemá elektrický náboj vďaka kompromisu medzi počtom jeho protóny a elektróny. Obidve sú elektricky nabité subatomárne častice.

Protóny sú aglomerované s neutrónmi a tvoria jadro; zatiaľ čo elektróny sú rozmazané a definujú elektronický mrak. Keď sa počet protónov v atóme, ktorý sa rovná jeho atómovému číslu (Z), rovná počtu elektrónov, hovorí sa, že medzi elektrickými nábojmi v atóme je kompromis.

Atóm vodíka. Zdroj: Mets501 prostredníctvom Wikipédie.

Napríklad máte atóm vodíka (horný obrázok), ktorý má protón a elektrón. Protón je umiestnený v strede atómu ako jeho jadro, zatiaľ čo elektrón obieha okolitý priestor a zanecháva oblasti s nižšou hustotou elektrónov, keď sa pohybuje od jadra.

Toto je neutrálny atóm, pretože Z sa rovná počtu elektrónov (1p = 1e). Keby atóm vodíka stratil tento jediný protón, atómový polomer by sa zmenšil a náboj protónu by prevládol, čím by sa stal katión H ⁺ (hydrón). Keby naopak získal elektrón, boli by tam dva elektróny a stal by sa H ^- (hydridovým) aniónom .

Neutrálny atóm verzus ión

V príklade neutrálneho atómu H sa zistilo, že počet protónov sa rovná počtu elektrónov (1p = 1e); situácia, ktorá sa nevyskytuje s iónmi získanými zo straty alebo zisku elektrónu .

Ióny sú tvorené zmenou v počte elektrónov, buď v dôsledku toho, že ich atóm získal (-) alebo ich stratil (+).

V atóme katiónu H ⁺ dominuje valenčný náboj jedného protónu nad celkovou neprítomnosťou elektrónu (1p> 0e). Platí to o všetkých ostatných ťažších atómoch (np> ne) v periodickej tabuľke.

Hoci prítomnosť pozitívneho náboja sa môže javiť ako nevýznamná, diagonálne mení charakteristiky príslušného prvku.

Na druhej strane, v atóme aniónu H ^- zápornému náboju dvoch elektrónov prevažuje proti jedinej protónu jadra (1p <2e). Podobne aj ostatné anióny s väčšou hmotnosťou majú v porovnaní s počtom protónov prebytok elektrónov (np+ a H ^- sú úplne odlišné od H.

Na vs Na

Známym príkladom je kovový sodík. Jeho neutrálny atóm Na má Z = 11 a má 11 protónov; preto musí existovať 11 elektrónov na kompenzáciu kladných nábojov (11p = 11e).

Sodík, ktorý je vysoko elektropozitívnym kovovým prvkom, veľmi ľahko stráca svoje elektróny; v tomto prípade stráca iba jednu svoju valenčnú vrstvu (11p> 10e). Takto sa vytvorí katión Na ⁺ , ktorý elektrostaticky interaguje s aniónom; ako chlorid, Cl ^- , v chloridu sodného soľ, NaCl.

Kovový sodík je jedovatý a leptavý, zatiaľ čo jeho katión je v bunkách prítomný. Toto ukazuje, ako sa môžu vlastnosti prvku dramaticky zmeniť, keď získava alebo stráca elektróny.

Na druhej strane anión Na ^- (hypoteticky sodík) neexistuje; a ak by sa mohla vytvoriť, bolo by to mimoriadne reaktívne, pretože získavanie elektrónov je v rozpore s chemickou povahou sodíka. Na ^- by mal 12 elektrónov, čo by prevyšovalo kladný náboj jeho jadra (11p <12e).

Neutrálne molekuly

Atómy sú kovalentne spojené za vzniku molekúl, ktoré sa tiež môžu nazývať zlúčeniny. V molekule nemôžu byť izolované ióny; namiesto toho existujú atómy s formálnymi kladnými alebo zápornými nábojmi. Tieto nabité atómy ovplyvňujú čistý náboj molekuly a transformujú ju na polyatomický ión.

Aby bola molekula neutrálna, musí sa súčet formálnych nábojov jej atómov rovnať nule; alebo jednoduchšie, všetky jeho atómy sú neutrálne. Ak atómy, ktoré tvoria molekulu, sú neutrálne, bude to tiež.

Napríklad, máte molekulu vody, H ₂ O. jeho dva atómy H sú neutrálne, ako je atóm kyslíka. Nemôžu byť zastúpené rovnakým spôsobom, ako je znázornené na obrázku atómu vodíka; pretože, aj keď sa jadro nemení, elektronický cloud áno.

Hydronium ión, H ₃ O ⁺ , na druhej strane, má čiastočne kladne nabitý atóm kyslíka. To znamená, že v tomto polyatomickom ióne stráca elektrón, a preto je jeho počet protónov väčší ako počet jeho elektrónov.

Príklady

kyslík

Neutrálny atóm kyslíka má 8 protónov a 8 elektrónov. Keď získa dva elektróny, vytvorí to, čo je známe ako oxidový anión, O ^2- . V ňom prevládajú záporné náboje s prebytkom dvoch elektrónov (8p <10e).

Neutrálne atómy kyslíka majú vysokú tendenciu reagovať a väzbu so sebou pre vytvorenie O ₂ . Z tohto dôvodu neexistujú žiadne „voľné“ atómy O samy osebe a bez akejkoľvek reakcie. Všetky známe reakcie pre tento plyn sú pripisované na molekulárny kyslík, O ₂ .

meď

Meď má 29 protónov a 29 elektrónov (okrem neutrónov). Na rozdiel od kyslíka sa jeho neutrálne atómy nachádzajú v prírode vďaka svojej kovovej väzbe a relatívnej stabilite.

Rovnako ako sodík má tendenciu strácať elektróny skôr ako ich získavať. Vzhľadom na svoju elektronickú konfiguráciu a ďalšie aspekty môže prísť o jeden alebo dva elektróny a stať sa meďnými katiónmi, Cu ⁺ alebo meďnatým, Cu ²⁺ .

Katión Cu ⁺ má o jeden elektrón menej (29p <28e) a Cu2 ⁺ stratil dva elektróny (29p <27e).

Ušľachtilé plyny

Ušľachtilé plyny (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) sú jedným z mála prvkov, ktoré existujú vo forme svojich neutrálnych atómov. Ich atómové čísla sú: 2, 10, 18, 36, 54 a 86, v danom poradí. Nezískavajú ani nestrácajú elektróny; avšak xenón, Xe, môže tvoriť zlúčeniny s fluórom a stráca elektróny.

Zliatiny kovov

Kovy, ak sú chránené pred koróziou, môžu udržiavať svoje atómy neutrálne, spojené kovovými väzbami. V zliatinách, pevných roztokoch kovov, atómy zostávajú (väčšinou) neutrálne. Napríklad v mosadzi sú neutrálne atómy Cu a Zn.

Referencie

Jetser Carasco. (2016). Čo je to neutrálny atóm? Obnovené z: introdukto-physics.com
Markings, Samuel. (25. apríla 2017). Príklady neutrálnych atómov. Sciencing. Obnovené z: sciencing.com
Chem4kids. (2018). Pozerať sa na ióny. Obnovené z: chem4kids.com
Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.

ČO JE TO NEUTRÁLNY ATÓM? (S PRÍKLADMI) - CHÉMIA - 2026