主な違い – 原子とイオン
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、科学者たちは、原子はそれ以上分割できないと信じていました。しかしその後の発見により、原子はさらに亜原子粒子に分割できることがわかりました。主な亜原子粒子は陽子、中性子、電子です。いくつかの原子からできている基本構造を分子と呼びます。イオンは特定の原子の誘導体です。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。
対象となる主な分野
1.アトムとは
– 定義、基本機能、および例
2.イオンとは
– 定義、基本機能、および例
3.原子とイオンの類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.原子とイオンの違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:陰イオン、原子、陽イオン、電子、イオン、中性子、陽子 
アトムとは
原子はすべての物質の基本単位です。つまり、すべての物質は原子からできています。科学者たちは以前、原子はそれ以上分割できないと信じていましたが、その概念はもはや有効ではありません。その概念は、電子、陽子、原子核の発見によって変わりました。その後、原子の構造を記述する原子論が発展しました。
現代の原子論によれば、原子は 2 つの成分から構成されています。それらは原子核と原子軌道です。原子核は、正に帯電した亜原子粒子である陽子と、中性に帯電した亜原子粒子である中性子で構成されています。陽子の電荷は+1です。原子核の周りには、原子の電子が仮想軌道に沿って運動している電子雲があります。電子は -1 の電荷を持っています。したがって、電子は負に帯電した粒子です。
特定の要素のアトムは互いに同一です。したがって、原子核に存在する陽子と中性子の数は、1つの元素に対して等しくなります。原子核の周りの電子の数は、同じ元素に属する原子では同じです。
陽子と中性子は、これらの粒子間に存在する強い力によって原子核内でくっつきます。これらの力は相互作用と呼ばれます。これらの相互作用は、中間子と呼ばれる非常に小さな粒子の交換によって発生します .したがって、原子核を陽子と中性子に分解するには、非常に高いエネルギーが必要です。電子は原子核の周りを動いています。電子は負に帯電しているため。電子は、原子核内の正に帯電した陽子に引き付けられず、原子核に落ちません。これは、電子の運動によって生じる力が、原子核による引力に等しいためです。これらの 2 つの力は互いに釣り合っているため、電子は原子核から特定の距離で動き続けます。これらの電子が移動する経路は、シェルまたは軌道と呼ばれます。
図 1:単純化された原子構造
アトムの構造はこのように与えられますが、それは間違っています。実際の構造は、上の画像よりもはるかに複雑です。
原子は化学結合に参加できます。原子が結合して分子または化合物を形成します。これらの結合は、化学結合を介して発生します。これらの結合は、共有結合、イオン結合、配位結合、または金属結合です。これらの結合の形成では、電子の交換が発生します。しかし、核内の陽子と中性子は化学結合には参加しません。しかし、放射性崩壊の過程で、原子核は、放射線の放出とともに陽子または中性子が別の粒子に変換されることにより、まったく別の原子核に変換されます。
イオンとは
イオンは、正味の電荷を持つ原子または分子です。この電荷は、正電荷または負電荷のいずれかです。イオンは、原子または分子が電子を失ったり獲得したりするときに形成されます。たとえば、特定の原子が電子を失った場合、原子核の全正電荷を中和するのに十分な電子がありません。したがって、原子全体が正味の正電荷を取得します。しかし、原子が電子を1つ獲得すると、すべての電子の総負電荷を中和するのに十分な陽子が核内にありません.したがって、原子全体が正味の負電荷を取得します。イオンは帯電種であるため、これらは電場によって引き寄せられます。マイナスイオンはプラス極に引き寄せられ、プラスに帯電したイオンはマイナス極に引き寄せられます。
イオンはイオン結合を形成できます。イオン結合は、反対の電荷を持つ 2 つのイオン間の静電引力によって生じる化学結合の一種です。負イオンは、正味の電荷を中和するために、1 つ以上の正イオンとイオン結合を形成します。
図 2:陽イオンと陰イオンの形成
イオンには 2 つのタイプがあります。陽イオンと陰イオン。陽イオンは正味の正電荷を持つ原子または分子であり、陰イオンは正味の負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た種であるため、互いに引き付けられます。
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、それは多原子イオンです。金属原子は、多くの場合、最も外側の軌道から 1 つまたは複数の電子を取り除くことによって、正に帯電したイオンまたは陽イオンを形成します。これは、金属原子が最も外側の軌道にある電子の数が少なく、原子核にゆるく結合しているためです。したがって、これらの電子は、軌道を満たすために多数の電子を獲得することによってアニオンを形成するよりも、カチオンを形成する方が容易に失われる可能性があります。ほとんどの非金属は、不対電子を失ったり獲得したりするのではなく、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、多数の電子を除去して陽イオンになるのではなく、陰イオンを形成する電子を獲得します。
原子とイオンの類似点
- 原子はイオンになることができます。
- 原子もイオンも、交換可能な電子で構成されています。
原子とイオンの違い
定義
アトム: 原子はすべての物質の基本単位です。
イオン: イオンは、正味の電荷を持つ原子または分子です。
電荷
アトム: 原子は中性に帯電しています。
イオン: イオンは正または負に帯電しています。
電場への誘引
アトム: 原子は電界に引き寄せられません。
イオン: イオンは、その電荷に応じて電場に引き付けられます。
電子数
アトム: 原子は同数の電子と陽子で構成されています。
イオン: イオンは、等しくない数の電子と陽子で構成されています。
結論
原子は、すべての物質を構成する基本単位です。原子は、電子を獲得または除去することによってイオンになることができます。しかし、すべてのイオンが原子であるとは限りません。その分子によって電子を取り除いたり獲得したりすることでイオンになる分子があるからです。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。
