Isotoop vs Ion
Atomen zijn de kleine bouwstenen van alle bestaande stoffen. Er zijn variaties tussen verschillende atomen. Ook zijn er 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 neutronengetal anders is, verschilt ook hun massagetal. De isotopen van hetzelfde element hebben echter hetzelfde aantal protonen en neutronen. Verschillende isotopen zijn in verschillende hoeveelheden aanwezig, en dit wordt gegeven als een procentuele waarde die relatieve abundantie wordt genoemd. Waterstof heeft bijvoorbeeld drie isotopen als protium, deuterium en tritium. Hun aantal neutronen en relatieve abundanties zijn als volgt.
1H – geen neutronen, relatieve overvloed is 99,985%
2H- één neutron, relatieve abundantie is 0,015%
3H- twee neutronen, relatieve abundantie is 0%
Het aantal neutronen dat een kern kan bevatten, verschilt van element tot element. Van deze isotopen zijn er slechts enkele stabiel. Zo heeft zuurstof drie stabiele isotopen en tin tien stabiele isotopen. Meestal hebben eenvoudige elementen hetzelfde neutronengetal als het protonengetal. 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 daardoor worden die isotopen radioactief. 238 U zendt bijvoorbeeld straling uit en verv alt tot veel kleinere kernen. Isotopen kunnen verschillende eigenschappen hebben vanwege hun verschillende massa. 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 gebruiken
Ionen worden geproduceerd vanwege de eerste twee methoden (het verkrijgen en doneren van elektronen). Gewoonlijk hebben elektropositieve atomen, die zich in s-blok en d-blok bevinden, de neiging ionen te vormen door elektronen te doneren. Op deze manier produceren ze kationen. De meeste ectronegatieve atomen die zich in het p-blok bevinden, willen elektronen winnen en negatieve ionen vormen. Gewoonlijk 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, enz. kunnen maken. 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. Behalve de hierboven beschreven polyatomaire ionen, kunnen er ook polyatomaire en moleculaire ionen zijn. Wanneer elementaire ionen uit moleculen verloren gaan, worden polyatomaire ionen gevormd (bijv. ClO3–, NH4 +).
Wat is het verschil tussen isotopen en ionen?
• Isotopen zijn verschillende atomen van hetzelfde element. Ze verschillen door een verschillend aantal neutronen te hebben. Ionen verschillen van het atoom vanwege het aantal elektronen. Ionen kunnen meer of minder elektronen hebben dan het corresponderende atoom.
• Ionen zijn geladen soorten, maar isotopen zijn neutraal.
• Isotopen van elementen kunnen deelnemen aan de vorming van ionen.
