A semleges atom olyan, amelynek nincs elektromos töltése protonok és elektronok száma közötti kompromisszum miatt. Mindkettő elektromosan töltött szubatomi részecskék.
A protonokat neutronokkal agglomeráljuk, és ezek alkotják a magot; miközben az elektronok elmosódtak, meghatározva egy elektronikus felhőt. Ha egy protonban a protonok száma, egyenlő az atomszámmal (Z), megegyezik az elektronok számával, akkor azt mondják, hogy az atomon belüli elektromos töltések között kompromisszum van.
Hidrogénatom. Forrás: Mets501 a Wikipedia útján.
Például van egy hidrogénatomja (felső kép), amelynek protonja és elektronja van. A proton az atom közepén helyezkedik el, mint a magja, miközben az elektron kering a környező térben, és így alacsonyabb elektronsűrűségű régiókat hagy el, amikor elmozdul a magtól.
Ez semleges atom, mivel Z egyenlő az elektronok számával (1p = 1e). Ha a H-atom elveszíti ezt az egységes protont, akkor az atom sugara csökken és a proton töltése uralkodni fog, és H + (kation) kationtá válik. Ha, másrészt, hogy szerzett egy elektron, lenne két elektront, és ez lesz a H - (hidrid) anion.
Semleges atom vs ion
A H semleges atom példáján azt találtuk, hogy a protonok száma megegyezik az elektronok számával (1p = 1e); olyan helyzet, amely nem fordul elő az elektron veszteségéből vagy nyeréséből származó ionokkal.
Az ioneket az elektronok számának megváltozása képezi, vagy azért, mert az atom elnyeri őket (-), vagy elveszíti őket (+).
A H + kation atomjában az egyetlen proton valencia töltése dominál az elektronok teljes hiányában (1p> 0e). Ez igaz a periódusos rendszer összes többi nehezebb atomjára (np> ne).
Noha a pozitív töltés jelentéktelennek tűnhet, átlósan megváltoztatja a kérdéses elem tulajdonságait.
Másrészt, a atomja az anion H - a negatív töltés a két elektron dominál ellen az egyetlen proton a mag (1p <2e). Hasonlóképpen, a többi, nagyobb tömegű anionoknál is túl sok elektron van a protonok számához képest (np
Na vs Na
Közismertebb példa a fém-nátrium. Semleges atomja, Na, Z = 11-vel, 11 protonnal rendelkezik; tehát 11 pozitív elektronnak kell lennie a pozitív töltések kompenzálására (11p = 11e).
A nátrium, mivel egy nagyon elektropozitív fémes elem, nagyon könnyen elveszíti elektronjait; ebben az esetben csak egy, a valenciarétegét veszíti el (11p> 10e). Így képződik a Na + kation, amely elektrosztatikusan kölcsönhatásba lép egy anionnal; mint klorid, Cl -, a nátrium-klorid-sót, NaCl.
A fém-nátrium mérgező és maró hatású, miközben kationja még a sejtekben is található. Ez megmutatja, hogy drasztikusan megváltozhatnak egy elem tulajdonságai, amikor elektronokat nyernek vagy veszítenek.
Másrészt, az anion Na - (nátrium, elméletben) nem létezik; és ha képződik, akkor rendkívül reakcióképes, mivel ellentétes a nátrium kémiai természetével, hogy elektronokat nyerjen. Na - 12 elektronnak lennie, meghaladva a mag pozitív töltését (11p <12e).
Semleges molekulák
Az atomok kovalensen kapcsolódnak és molekulákat képeznek, amelyeket vegyületeknek is nevezhetünk. Egy molekulán belül nem lehetnek izolált ionok; ehelyett vannak olyan atomok, amelyek formális pozitív vagy negatív töltéssel rendelkeznek. Ezek a töltött atomok befolyásolják a molekula nettó töltését, átalakítva poliatómionsá.
Ahhoz, hogy egy molekula semleges legyen, atomjainak formális töltéseinek összegének nullával kell egyenlőnek lennie; vagy egyszerűbben: valamennyi atomja semleges. Ha a molekulát alkotó atomok semlegesek, akkor ez is így lesz.
Például van a vízmolekulád, H 2 O. Két H atomja semleges, mint az oxigénatom. Nem ábrázolhatók ugyanúgy, mint a hidrogénatom képen látható; mivel bár a mag nem változik, az elektronikus felhő is megváltozik.
A hidrónium-ion, a H 3 O + viszont részben pozitív töltésű oxigénatomot tartalmaz. Ez azt jelenti, hogy ebben a poliaatomikus ionban elveszít egy elektronot, ezért a protonok száma nagyobb, mint az elektronoké.
Példák
Oxigén
A semleges oxigénatom 8 protont és 8 elektronot tartalmaz. Amikor nyer két elektron, ez képezi az úgynevezett oxid anion, O 2-. Ebben negatív töltések dominálnak, két elektron feleslegével (8p <10e).
A semleges oxigénatomok hajlamosak reagálni és kapcsolódni magukkal, hogy O 2 -ot képezzenek. Ezen okból kifolyólag nincsenek "laza" O-atomok önmagukban és semmilyen reakció nélkül. Ennek a gáznak az összes ismert reakcióját a molekuláris oxigénnek, O 2-nek tulajdonítják.
Réz
A réznek 29 protonja és 29 elektronja van (a neutronokon kívül). Az oxigénnel ellentétben semleges atomjai fémes kötésük és relatív stabilitásuk miatt megtalálhatók a természetben.
Mint a nátrium, inkább elektronokat veszít, mint elnyeri őket. Elektronikus konfigurációja miatt és más szempontból elveszít egy vagy két elektronot, rézkationokká, Cu + -vá vagy réz-kationvá, Cu 2+ -vá válva.
A Cu + kationnak kevesebb elektronja van (29p <28e), és a Cu 2+ két elektronot veszített (29p <27e).
nemesgázok
A nemesgázok (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) azon kevés elem egyike, amelyek semleges atomjaik formájában léteznek. Atomszámuk: 2, 10, 18, 36, 54 és 86. Nem nyernek vagy veszítenek elektronokat; bár a xenon, a Xe, fluorvegyületeket képezhet és elektronokat veszíthet.
Fémötvözetek
A fémek, ha korrózióval szemben védettek, atomjaik semlegesek lehetnek, fémes kötésekkel összekapcsolva. Az ötvözetekben, a fémek szilárd oldatában az atomok (többnyire) semlegesek. Például a sárgarézben a Cu és a Zn semleges atomjai vannak.
Irodalom
- Jetser Carasco. (2016). Mi egy semleges atom? Helyreállítva: bevezetés-to-physics.com
- Jelölések, Samuel. (2017. április 25.). Nem semleges atomok példái. Sciencing. Helyreállítva: sciencing.com
- Chem4kids. (2018). Az Ions keresése. Helyreállítva: chem4kids.com
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.