Het belangrijkste verschil tussen vrije radicalen en ionen is dat de vrije radicalen een of meer ongepaarde elektronen hebben, maar ionen hebben gepaarde elektronen.
We kunnen het verschil tussen vrije radicalen en ionen verklaren vanuit de basiseigenschappen van een ion en een vrije radicaal. Een ion kan voorkomen als een molecuul of atoom met een lading (positief of negatief) door verlies of versterking van een elektron. Ionen houden een negatieve lading vast door een versterking van een elektron en houden een positieve lading vast door verlies van een elektron. Ionen kunnen voorkomen als enkelvoudige of meervoudig geladen chemische soorten, afhankelijk van het aantal gewonnen of verloren elektronen. Vrije radicalen zijn moleculen of atomen die ten minste één ongepaard elektron hebben. Dit artikel gaat over het verschil tussen vrije radicalen en ionen, inclusief hun speciale kenmerken.
Wat is vrije radicalen?
Een vrije radicaal is een atoom of een groep atomen die een of meer ongepaarde elektron(nen) bevat. Ze zijn zeer reactief vanwege de aanwezigheid van een ongepaard elektron. Vrije radicalen zijn erg onstabiel en proberen stabiliteit te krijgen door het benodigde elektron te accepteren. Ze reageren met andere chemische verbindingen door het benodigde elektron op te vangen. Vrije radicalen zijn belangrijke tussenproducten in natuurlijke processen. We kunnen vrije radicalen aanduiden met een superscript-punt aan de rechterkant. Bijvoorbeeld H, Cl, HO, H3C
Figuur 01: De hydroxylradicaal
Langlevende vrije radicalen zijn onderverdeeld in drie categorieën: stabiele radicalen, persistente radicalen en di-radicalen.
- Stabiele radicalen: Het belangrijkste voorbeeld van een stabiel radicaal is moleculaire zuurstof O2. Organische radicalen die een geconjugeerd π-systeem bevatten, kunnen lang leven.
- Persistente radicalen: ze hebben een lange levensduur vanwege de sterische drukte rond het radicale centrum en maken het fysiek moeilijk om te reageren met een ander molecuul.
- Di-radicalen: Sommige moleculen hebben twee radicale centra, we noemen ze di-radicalen. Moleculaire zuurstof (atmosferische zuurstof) bestaat van nature als een diradicaal.
Wat is Ion?
Ionen kunnen zich vormen wanneer een chemische soort elektronen wint of verliest bij chemische reacties; ze hebben een positieve (+) of negatieve (-) lading. Die krijgen een negatieve lading door een elektron (en) te accepteren en een positieve lading door elektronen te doneren aan een elektronendeficiëntiemolecuul of een element. Het accepteren of doneren van elektronen heeft direct invloed op de grootte van het ion; het verandert de moleculaire grootte dramatisch. We noemen een atoom of een groep atomen zonder negatieve of positieve lading 'neutraal'; om een neutraal atoom of een molecuul te worden, moet het aantal protonen gelijk zijn aan het aantal elektronen.
Figuur 02: Kation- en anionvorming
Daarom zijn er de volgende twee vormen van ionen.
- Kationen of (+) ionen – metalen vallen vaak onder deze categorie omdat metalen elektronen verliezen om positief (+) geladen te worden (Na+, Ba2 +, Ca2+, Al3+)
- Anionen (-) ionen – vaak vallen niet-metalen onder deze categorie omdat niet-metalen elektronen winnen om negatief (-) geladen te worden (Cl–, S2- , O2-, Br–)
Wat is het verschil tussen vrije radicalen en ionen?
Het belangrijkste verschil tussen vrije radicalen en ionen is dat de vrije radicalen een of meer ongepaarde elektronen hebben, maar ionen hebben gepaarde elektronen. Daarom zijn vrije radicalen erg onstabiel, terwijl ionen relatief stabiel zijn. Daarom is dit ook een significant verschil tussen vrije radicalen en ionen. Radicalen kunnen echter op zichzelf bestaan, terwijl de meeste ionen worden gecombineerd met tegengesteld geladen ionen. Als we meer over hun stabiliteit nadenken, worden vrije radicalen stabiel door elektronen te accepteren, maar ionen zijn stabiel wanneer ze complexen vormen met tegengesteld geladen verbindingen.
Een ander belangrijk verschil tussen vrije radicalen en ionen is dat de ionen altijd een lading hebben, maar vrije radicalen zijn geen geladen soorten, zelfs niet als ze ongepaarde elektronen hebben. Dit verschil ontstaat doordat in een ion het totale aantal elektronen altijd niet gelijk is aan het aantal protonen in de kern, terwijl bij een vrije radicaal het aantal elektronen gelijk is aan het aantal protonen.
De onderstaande infographic geeft meer details over het verschil tussen vrije radicalen en ionen.
Samenvatting – Vrije radicalen versus ionen
We kunnen zowel de termen vrije radicalen als ionen beschrijven met behulp van het aantal elektronen dat tot een bepaalde soort behoort. Hier is het belangrijkste verschil tussen vrije radicalen en ionen dat de vrije radicalen ongepaarde elektronen hebben, maar ionen hebben gepaarde elektronen. Zo zijn vrije radicalen reactiever. Aan de andere kant worden ionen chemisch stabiel door verbindingen te vormen met tegengesteld geladen ionen/moleculen.
