1.電子構成:
- アルミニウム原子:アルミニウムの原子数は13個で、その中性原子には13個の電子が含まれています。その電子構成は[ne] 3s^2 3p^1です。
- アルミニウムイオン(al^3+):アルミニウムが3つの原子価電子を失うと、正に帯電したアルミニウムイオン(al^3+)を形成します。 al^3+の電子的構成は[ne]になります。
- 銅原子:銅の原子数は29で、その中性原子には29の電子が含まれています。その電子構成は[ar] 3d^10 4s^1です。
- 銅イオン(cu^2+):2つの原子価電子を失うと、銅は正の帯電した銅イオン(cu^2+)を形成します。 cu^2+の電子構成は[ar] 3d^9になります。
2.充電:
- アルミニウムイオン:Al^3 +は、3つの電子が失われたため+3電荷を持っています。
- 銅イオン:Cu^2 +は、2つの電子を失うため+2電荷を持っています。
3.サイズ:
- アルミニウムイオン:アルミニウム原子が3つの電子を失うと、その原子半径は大幅に減少します。これは、電子を除去すると、正に帯電した核が残りの電子に近づくためです。
- 銅イオン:同様に、銅イオン(cu^2+)は、中性銅原子と比較してサイズが小さくなっています。 2つの電子の損失により、銅の原子半径が収縮します。
4.反応性:
- アルミニウムイオン:アルミニウムイオン(al^3+)は、アルミニウム原子よりも反応的です。 Al^3+の高い正電荷により、負に帯電したイオンまたは分子を引き付けて結合する可能性が高くなります。
- 銅イオン:銅イオン(cu^2+)も中性銅原子よりも反応性があります。ただし、Cu^2+の3D電子サブシェルが満たされているため、Al^3+と比較して反応性が低くなります。
5.酸化状態:
- アルミニウム原子:アルミニウムは通常、al^3 +イオンに見られるように、+3酸化状態を示します。
- 銅原子:銅は、特定の化合物で+1(cu +)、+2(cu^2 +)、さらにはさらに高い酸化状態を含むさまざまな酸化状態を示すことができます。
アルミニウムと銅の原子とそのイオン間の特性のこれらの違いは、それらの化学的挙動、反応性、および化合物の形成に大きく影響します。