主な違い -原子 vs イオン
原子は物質の構成要素です。
すべての物質は原子で構成されています。
以前は、科学者たちは原子をそれ以上分割することはできないと信じていました。
しかし、その後の発見で、原子はさらに素粒子に分割できることがわかりました。
主な素粒子は、陽子、中性子、電子です。
いくつかの原子が集まってできた基本構造を分子と呼びます。
イオンは特定の原子の派生物です。
原子とイオンの主な違いは、原子が正味の電荷を持たないのに対して、イオンは正味の電荷を持っていることです。
原子とは
原子は、すべての物質の基本単位です。
言い換えれば、すべての物質は原子からできている。
以前は、原子はこれ以上分割できないと考えられていましたが、その概念はもはや有効ではありません。
この概念は、電子、陽子、原子核の発見によって変えられた。
その後、原子の構造を説明する原子論が開発された。
現代の原子論によれば、原子は2つの要素から構成されています。
それは原子核と原子軌道です。
原子核は、正の電荷を帯びた素粒子である陽子と、中性の電荷を帯びた素粒子である中性子から構成されています。
陽子の電荷は＋1です。
原子核の周囲には電子雲があり、原子の電子は仮想的な軌道に沿って運動している。
電子の電荷は-1です。
従って、電子は負の電荷を持つ粒子です。
ある元素の原子は、互いに同一です。
したがって、原子の原子核に存在する陽子と中性子の数は、1つの元素で等しい。
原子核の周りにある電子の数も、同じ元素に属する原子であれば同じです。
陽子と中性子は、粒子間に存在する強い力によって原子核の中でくっついています。
これらの力は相互作用と呼ばれます。
この相互作用は、中間子という非常に小さな粒子の交換によって起こります。
そのため、原子核を陽子と中性子に分解するためには、非常に高いエネルギーが必要となります。
電子は原子核の周りを運動しています。
電子は負の電荷を持っているので、原子核の中の正の電荷を持つ陽子には引き寄せられない。
電子の運動によって生じる力と原子核が引き寄せる力が等しいので、電子は原子核の上に落ちない。
この2つの力が釣り合っているため、電子は原子核から特定の距離を保って運動している。
この電子の動く道筋を殻または軌道と呼びます。
図1: 原子の簡単な構造
原子の構造はこのように示すことができますが、これは間違いです。
実際の構造は、上の図よりもずっと複雑です。
原子は化学結合をすることができる。
原子は結合して分子や化合物を形成する。
この結合は、化学結合によって行われる。
この結合には、共有結合、イオン結合、配位結合、金属結合があります。
これらの結合を形成する際には、電子の交換が行われる。
しかし、原子核の中の陽子と中性子は化学結合に参加しない。
しかし、放射性崩壊の過程では、放射線の放出とともに陽子や中性子が別の粒子に変換され、原子の原子核が全く別の原子核に変換される。
イオンとは
イオンとは、正味の電荷を持つ原子または分子のことです。
この電荷には、正の電荷と負の電荷があります。
イオンは、原子や分子が電子を失ったり得たりすることで形成されます。
例えば、ある原子が電子を失うと、原子核の全正電荷を中和するのに十分な電子が存在しなくなります。
したがって、原子全体が正味の正の電荷を帯びることになります。
しかし、ある原子が電子を得た場合、すべての電子の合計マイナス電荷を中和するために、原子核の陽子の数が足りなくなります。
そのため、原子全体が正味でマイナスの電荷を帯びることになります。
イオンは電気を帯びているため、電界によって引き寄せられます。
負電荷のイオンは正極に引き寄せられ、正電荷のイオンは負極に引き寄せられる。
イオンはイオン結合を形成することができます。
イオン結合は化学結合の一種で、反対に帯電した2つのイオン間の静電引力によって発生する。
マイナスイオンは、正味の電荷を中和するために、1つ以上のプラスイオンとイオン結合を形成する。
イオンは陽イオンと陰イオンの2種類があります。
陽イオンは正味の電荷を持つ原子または分子であり、陰イオンは正味の電荷を持つ原子または分子です。
陰イオンと陽イオンは反対に帯電しているため、互いに引き合う。
イオンが単一原子の場合、それは単原子イオンです。
イオンが分子の場合、多原子イオンとなります。
金属原子は、一番外側の軌道から1個以上の電子を取り除くことで、正電荷のイオンやカチオンを形成することがよくあります。
それは、金属原子が最外周の軌道の電子の数が少なく、原子核との結合が緩いためです。
したがって、軌道を埋めるために多くの電子を獲得して陰イオンを形成するよりも、これらの電子を簡単に失って陽イオンを形成することができる。
非金属の多くは、不対電子を失うことも得ることもなく、共有する傾向があります。
しかし、それらがイオンになる傾向がある場合、多くの電子を取り除くことによって陽イオンになるよりも、陰イオンを形成する電子を獲得するのです。
原子とイオンの類似性
- 原子はイオンになることができる。
- 原子もイオンも、交換可能な電子で構成されている。
原子とイオンの違い
定義
原子。
原子は、すべての物質の基本単位です。
イオン。
イオン: イオンとは、正味の電荷を持つ原子または分子です。
電荷
原子の場合 原子は中性に帯電している。
イオン イオンは正または負に帯電している。
電界への誘引
原子の場合 原子は電界に引き寄せられない。
イオン。
イオンは、その電荷に応じて電界に引き寄せられる。
電子数
原子のこと。
原子は、同数の電子と陽子から構成されている。
イオン イオンは、不等数の電子と陽子で構成されている。
結論
原子は、すべての物質の基本単位であり、すべての物質はこの単位でできている。
原子は、電子を得たり取り除いたりすることでイオンになることができる。
しかし、すべてのイオンが原子であるとは限りません。
なぜなら、その分子によって電子を取り除いたり、得たりすることでイオンになることができる分子もあるからです。
原子とイオンの主な違いは、原子には正味の電荷がないのに対し、イオンには正味の電荷があることです。
