WAS IST EIN NEUTRALES ATOM? (MIT BEISPIELEN) - CHEMIE

Ein neutrales Atom ist eines, dem aufgrund eines Kompromisses zwischen der Anzahl seiner Protonen und Elektronen eine elektrische Ladung fehlt. Beide sind elektrisch geladene subatomare Teilchen.

Protonen agglomerieren mit Neutronen und bilden den Kern; während die Elektronen verschwommen sind und eine elektronische Wolke definieren. Wenn die Anzahl der Protonen in einem Atom gleich seiner Ordnungszahl (Z) gleich der Anzahl der Elektronen ist, wird gesagt, dass es einen Kompromiss zwischen den elektrischen Ladungen innerhalb des Atoms gibt.

Wasserstoffatom. Quelle: Mets501 über Wikipedia.

Zum Beispiel haben Sie ein Wasserstoffatom (oberes Bild), das ein Proton und ein Elektron hat. Das Proton befindet sich im Zentrum des Atoms als Kern, während das Elektron den umgebenden Raum umkreist und Bereiche mit geringerer Elektronendichte zurücklässt, wenn es sich vom Kern entfernt.

Dies ist ein neutrales Atom, da Z gleich der Anzahl der Elektronen ist (1p = 1e). Wenn das H-Atom dieses einzelne Proton verlieren würde, würde der Atomradius schrumpfen und die Ladung auf dem Proton würde überwiegen und zum Kation H ⁺ (Hydron) werden. Wenn auf der anderen Seite ist es ein Elektron gewonnen, gäbe es zwei Elektronen sein , und es würde die H werden ^- (Hydrid) Anion .

Neutrales Atom gegen Ion

Für das Beispiel des neutralen Atoms von H wurde gefunden, dass die Anzahl der Protonen gleich der Anzahl der Elektronen ist (1p = 1e); Eine Situation, die bei Ionen, die aus dem Verlust oder Gewinn eines Elektrons stammen, nicht auftritt .

Ionen entstehen durch eine Änderung der Anzahl der Elektronen, entweder weil das Atom sie gewinnt (-) oder verliert (+).

Im Atom des Kations H ⁺ überwiegt die Valenzladung des einzelnen Protons gegenüber der vollständigen Abwesenheit eines Elektrons (1p> 0e). Dies gilt für alle anderen schwereren Atome (np> ne) im Periodensystem.

Das Vorhandensein einer positiven Ladung mag zwar unbedeutend erscheinen, verändert jedoch diagonal die Eigenschaften des betreffenden Elements.

Andererseits überwiegt im Atom des Anions H ^- die negative Ladung der beiden Elektronen gegen das einzige Proton des Kerns (1p <2e). Ebenso haben die anderen Anionen mit größerer Masse einen Elektronenüberschuss im Vergleich zur Anzahl der Protonen (np+ und H ^- sind völlig anders als H.

Na gegen Na

Ein bekannteres Beispiel ist das von metallischem Natrium. Sein neutrales Atom Na mit Z = 11 hat 11 Protonen; Daher müssen 11 Elektronen vorhanden sein, um die positiven Ladungen zu kompensieren (11p = 11e).

Natrium, ein hoch elektropositives metallisches Element, verliert sehr leicht seine Elektronen; in diesem Fall verliert es nur eine, die seiner Valenzschicht (11p> 10e). So entsteht das Na ⁺ -Kation , das elektrostatisch mit einem Anion wechselwirkt; als Chlorid Cl ^- im Natriumchloridsalz NaCl.

Metallisches Natrium ist giftig und ätzend, während sein Kation sogar in Zellen vorhanden ist. Dies zeigt, wie sich die Eigenschaften eines Elements dramatisch ändern können, wenn es Elektronen gewinnt oder verliert.

Andererseits existiert das Anion Na ^- (Natrium, hypothetisch) nicht; und wenn es gebildet werden könnte, wäre es äußerst reaktiv, da es gegen die chemische Natur von Natrium verstößt, um Elektronen zu gewinnen. Na ^- hätte 12 Elektronen, die die positive Ladung seines Kerns überschreiten (11p <12e).

Neutrale Moleküle

Atome sind kovalent miteinander verbunden, wodurch Moleküle entstehen, die auch als Verbindungen bezeichnet werden können. Innerhalb eines Moleküls können keine isolierten Ionen vorhanden sein. Stattdessen gibt es Atome mit formalen positiven oder negativen Ladungen. Diese geladenen Atome beeinflussen die Nettoladung des Moleküls und wandeln es in ein mehratomiges Ion um.

Damit ein Molekül neutral ist, muss die Summe der formalen Ladungen seiner Atome gleich Null sein. oder einfacher gesagt, alle seine Atome sind neutral. Wenn die Atome, aus denen ein Molekül besteht, neutral sind, ist dies auch der Fall.

Zum Beispiel haben Sie das Wassermolekül H ₂ O. Seine beiden H-Atome sind neutral, ebenso wie das Sauerstoffatom. Sie können nicht auf die gleiche Weise dargestellt werden, wie im Bild des Wasserstoffatoms gezeigt; denn obwohl sich der Kern nicht ändert, tut dies die elektronische Wolke.

Das Hydroniumion H ₃ O ⁺ besitzt dagegen ein teilweise positiv geladenes Sauerstoffatom. Dies bedeutet, dass es in diesem mehratomigen Ion ein Elektron verliert und daher seine Anzahl von Protonen größer ist als die seiner Elektronen.

Beispiele

Sauerstoff

Das neutrale Sauerstoffatom hat 8 Protonen und 8 Elektronen. Wenn es zwei Elektronen gewinnt, bildet es ein sogenanntes Oxidanion, O ^2- . Darin überwiegen negative Ladungen mit einem Überschuss von zwei Elektronen (8p <10e).

Neutrale Sauerstoffatome neigen stark dazu, zu reagieren und sich unter Bildung von O _{2 zu verbinden} . Aus diesem Grund gibt es keine "losen" O-Atome für sich und ohne mit irgendetwas zu reagieren. Alle bekannten Reaktionen für dieses Gas werden auf molekularen Sauerstoff O _{2 zurückgeführt} .

Kupfer

Kupfer hat 29 Protonen und 29 Elektronen (zusätzlich zu Neutronen). Im Gegensatz zu Sauerstoff sind seine neutralen Atome aufgrund seiner metallischen Bindung und relativen Stabilität in der Natur zu finden.

Wie Natrium neigt es dazu, Elektronen zu verlieren, anstatt sie zu gewinnen. Aufgrund seiner elektronischen Konfiguration und für andere Aspekte, kann es ein oder zwei Elektronen verlieren, werden Kupferkationen, Cu ⁺ oder Kupfer, Cu ²⁺ , respectively.

Das Cu ⁺ -Kation hat ein Elektron weniger (29p <28e) und das Cu ²⁺ hat zwei Elektronen verloren (29p <27e).

Edelgase

Die Edelgase (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) sind eines der wenigen Elemente, die in Form ihrer neutralen Atome existieren. Ihre Ordnungszahlen sind: 2, 10, 18, 36, 54 bzw. 86. Sie gewinnen oder verlieren keine Elektronen; obwohl Xenon, Xe, mit Fluor Verbindungen bilden und Elektronen verlieren kann.

Metall-Legierungen

Metalle können, wenn sie vor Korrosion geschützt sind, ihre Atome neutral halten, verbunden durch metallische Bindungen. In Legierungen, festen Lösungen von Metallen, bleiben die Atome (meistens) neutral. In Messing gibt es beispielsweise neutrale Atome von Cu und Zn.

Verweise

Jetser Carasco. (2016). Was ist ein neutrales Atom? Wiederhergestellt von: Introduction-to-physics.com
Markierungen, Samuel. (25. April 2017). Beispiele für nicht neutrale Atome. Wissenschaft. Wiederhergestellt von: sciencing.com
Chem4kids. (2018). Mit Blick auf Ionen. Wiederhergestellt von: chem4kids.com
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.
Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie. (Vierte Edition). Mc Graw Hill.

WAS IST EIN NEUTRALES ATOM? (MIT BEISPIELEN) - CHEMIE - 2025