Isotoop versus Ion
Atomen zijn de kleine bouwstenen van alle bestaande stoffen. Er zijn variaties tussen verschillende atomen. Er zijn ook variaties binnen dezelfde elementen. Isotopen zijn voorbeelden van verschillen binnen een enkel element. Bovendien zijn atomen onder natuurlijke omstandigheden nauwelijks stabiel. Ze vormen verschillende combinaties tussen hen of met andere elementen om te kunnen bestaan. Bij het vormen van deze combinaties kunnen ze ionen produceren.
Isotopen
Atomen van hetzelfde element kunnen verschillend zijn. Deze verschillende atomen van hetzelfde element worden isotopen genoemd. Ze verschillen van elkaar doordat ze een verschillend aantal neutronen hebben. Omdat het aantal neutronen anders is, verschilt ook hun massagetal. De isotopen van hetzelfde element hebben echter hetzelfde aantal protonen en neutronen. Verschillende isotopen aanwezig in verschillende hoeveelheden, en dit wordt gegeven als een percentage dat relatieve overvloed wordt genoemd. Waterstof heeft bijvoorbeeld drie isotopen als protium, deuterium en tritium. Hun aantal neutronen en relatieve abundanties is als volgt.
1 H - geen neutronen, relatieve overvloed is 99,985%
2 H- één neutron, relatieve overvloed is 0,015%
3 H- twee neutronen, relatieve overvloed is 0%
Het aantal neutronen dat een kern kan bevatten, verschilt van element tot element. Van deze isotopen zijn er slechts enkele stabiel. Zuurstof heeft bijvoorbeeld drie stabiele isotopen en tin heeft tien stabiele isotopen. Meestal hebben eenvoudige elementen hetzelfde neutronengetal als het protongetal. Maar in de zware elementen zijn er meer neutronen dan de protonen. Het aantal neutronen is belangrijk om de stabiliteit van de kernen in evenwicht te brengen. Als de kernen te zwaar zijn, worden ze onstabiel en daarom worden die isotopen radioactief. Bijvoorbeeld 238U zendt straling uit en vervalt naar veel kleinere kernen. Isotopen kunnen verschillende eigenschappen hebben vanwege hun verschillende massa's. Ze kunnen bijvoorbeeld verschillende spins hebben, dus hun NMR-spectra verschillen. Hun aantal elektronen is echter vergelijkbaar, wat aanleiding geeft tot een vergelijkbaar chemisch gedrag.
Een massaspectrometer kan worden gebruikt om informatie over isotopen te krijgen. Het geeft het aantal isotopen dat een element heeft, hun relatieve abundanties en massa's.
Ion
De meeste atomen (behalve edelgassen) zijn niet stabiel van aard omdat ze geen volledig gevulde valentieschillen hebben. Daarom proberen de meeste atomen de valentieschil te voltooien door de edelgasconfiguratie te verkrijgen. Atomen doen dit op drie manieren.
- Door elektronen te winnen
- Door elektronen te doneren
- Door elektronen te harden
Ionen worden geproduceerd door de eerste twee methoden (elektronen winnen en doneren). Gewoonlijk hebben elektropositieve atomen, die zich in blok s en blok d bevinden, de neiging ionen te vormen door elektronen te doneren. Op deze manier produceren ze kationen. De meeste ectronegatieve atomen in het p-blok winnen graag elektronen en vormen negatieve ionen. Meestal zijn negatieve ionen groter in vergelijking met het atoom en zijn positieve ionen kleiner. Ionen kunnen een enkele lading hebben, of meerdere ladingen. Groep I-elementen maken bijvoorbeeld +1 kationen en groep II-elementen maken +2 kationen. Maar er zijn elementen in het d-blok die + 3, + 4, +5 ionen kunnen maken, enz. Aangezien er een verandering is in het aantal elektronen bij het vormen van een ion, is het aantal protonen niet gelijk aan het aantal elektronen in een ion. Anders dan de hierboven beschreven polyatomaire ionen,er kunnen ook polyatomaire en moleculaire ionen zijn. Wanneer elementaire ionen verloren gaan uit moleculen, worden polyatomaire ionen gevormd (bijv.: ClO3 -, NH 4 +).
Wat is het verschil tussen isotopen en ionen?
• Isotopen zijn verschillende atomen van hetzelfde element. Ze verschillen doordat ze een verschillend aantal neutronen hebben. Ionen verschillen van het atoom vanwege het aantal elektronen. Ionen kunnen meer of minder elektronen hebben dan het overeenkomstige atoom.
• Ionen zijn geladen soorten, maar isotopen zijn neutraal.
• Isotopen van elementen kunnen deelnemen aan de vorming van ionen.
