אטום נייטרלי הוא אחד כי חסר מטען חשמלי עקב תחלופה בין מספר הפרוטונים והאלקטרונים שלו. שניהם חלקיקים תת-אטומיים טעונים חשמליים.
פרוטונים מאורגנים בנויטרונים, ומהווים את הגרעין; בעוד האלקטרונים מטושטשים ומגדירים ענן אלקטרוני. כאשר מספר הפרוטונים באטום, השווה למספר האטומי שלו (Z), שווה למספר האלקטרונים, נאמר כי יש חילופי דברים בין המטענים החשמליים בתוך האטום.
אטום מימן. מקור: Mets501 דרך Wikipedia.
לדוגמה, יש לך אטום מימן (תמונה עליונה), שיש בו פרוטון ואלקטרון. הפרוטון ממוקם במרכז האטום כגרעין שלו, ואילו האלקטרון מקיף את החלל שמסביב, ומשאיר אזורים בעלי צפיפות אלקטרונים נמוכה יותר כשהוא מתרחק מהגרעין.
זהו אטום ניטרלי מכיוון ש- Z שווה למספר האלקטרונים (1p = 1e). אם האטום H איבד את הפרוטון היחיד הזה, הרדיוס האטומי היה מתכווץ והמטען של הפרוטון היה גובר והופך לקטיון H + (הידרון). אם לעומת זאת, היא הייתה משיגה אלקטרון, היו שני אלקטרונים וזה יהפוך לאניון H - (הידריד).
אטום ניטרלי לעומת יון
לדוגמא האטום הנייטרלי של H, נמצא שמספר הפרוטונים שווה למספר האלקטרונים (1p = 1e); מצב שלא מתרחש ביונים שמקורם באובדן או רווח של אלקטרון .
יונים נוצרים על ידי שינוי במספר האלקטרונים, אם בגלל האטום שצובר אותם (-) או מאבד אותם (+).
באטום הקטיון H + מטען הערכיות של הפרוטון הבודד שולט בהיעדר מוחלט של אלקטרון (1p> 0e). זה נכון לכל שאר האטומים הכבדים יותר (np> ne) בטבלה המחזורית.
אף כי נוכחות מטען חיובי עשויה להיראות לא משמעותית, היא משנה באלכסון את מאפייני האלמנט המדובר.
לעומת זאת באטום האניון H - המטען השלילי של שני האלקטרונים שולט כנגד הפרוטון היחיד של הגרעין (1p <2e). באופן דומה, לשאר האניונים בעלי מסה גדולה יותר יש עודף אלקטרונים בהשוואה למספר הפרוטונים (np
Na נגד Na
דוגמה מוכרת יותר היא זו של נתרן מתכתי. האטום הנייטרלי שלו, Na, עם Z = 11, כולל 11 פרוטונים; לכן חייבים להיות 11 אלקטרונים כדי לפצות על המטענים החיוביים (11p = 11e).
נתרן, בהיותו אלמנט מתכתי מאוד אלקטרופוזיטיבי, מאבד בקלות רבה את האלקטרונים שלו; במקרה זה, הוא מאבד רק אחד, זה של שכבת הערכיות שלו (11p> 10e). כך נוצר הקטיון Na + , אשר מתקשר באופן אלקטרוסטטי עם אניון; כמו הכלוריד, Cl - , במלח הנתרן כלוריד, NaCl.
נתרן מתכתי הוא רעיל ומאכל, ואילו הקטיון שלו אפילו קיים בתאים. זה מראה כיצד המאפיינים של אלמנט יכולים להשתנות באופן דרמטי כאשר הוא מרוויח או מאבד אלקטרונים.
מצד שני, האניון Na - (נתרן, היפותטית) אינו קיים; ואם זה יכול להיווצר, זה יהיה מאוד מגיב, מכיוון שהוא נוגד את הטבע הכימי של נתרן כדי להשיג אלקטרונים. ל- Na - יהיו 12 אלקטרונים, החורגים מהמטען החיובי של הגרעין שלה (11p <12e).
מולקולות ניטרליות
אטומים מקושרים בצורה קוולנטית ומולידים מולקולות, שניתן לכנותן גם תרכובות. בתוך מולקולה לא יכולים להיות יונים מבודדים; במקום זאת, ישנם אטומים עם מטענים חיוביים או שליליים רשמיים. האטומים הטעונים הללו משפיעים על המטען הנקי של המולקולה, והופכים אותה ליון פוליאומי.
כדי שהמולקולה תהיה ניטרלית, סכום המטענים הרשמיים של האטומים שלה חייב להיות שווה לאפס; או יותר פשוט, כל האטומים שלו ניטרליים. אם האטומים המרכיבים מולקולה הם ניטרליים, גם זה יהיה.
לדוגמא, יש לך את מולקולת המים, H 2 O. שני אטומי ה- H שלה הם ניטרליים, כמו גם אטום החמצן. לא ניתן לייצג אותם באותה צורה שמוצגת בתמונת אטום המימן; שכן, למרות הגרעין אינו משתנה, הענן האלקטרוני כן.
לעומת זאת, יון ההידרוניום, H 3 O + , הוא בעל אטום חמצן טעון באופן חיובי. משמעות הדבר היא כי ביון הפוליטומי הזה הוא מאבד אלקטרון, ולכן מספר הפרוטונים שלו גדול ממספר האלקטרונים שלו.
דוגמאות
חַמצָן
אטום החמצן הנייטרלי כולל 8 פרוטונים ו -8 אלקטרונים. כאשר הוא משיג שני אלקטרונים הוא יוצר מה שמכונה אניון תחמוצת, O 2- . בתוכו, מטענים שליליים הם בעיקרם, עם עודף של שני אלקטרונים (8p <10e).
לאטומי חמצן ניטרליים יש נטייה גבוהה להגיב ולקשר עם עצמם ליצירת O 2 . מסיבה זו אין אטומי O "רופפים" בעצמם ומבלי להגיב במשהו. כל התגובות הידועות בגז זה מיוחסות לחמצן מולקולרי, O 2 .
נְחוֹשֶׁת
בנחושת 29 פרוטונים ו -29 אלקטרונים (בנוסף לנויטרונים). בניגוד לחמצן, האטומים הנייטרליים שלו יכולים להימצא בטבע בגלל הקשר המתכתי והיציבות היחסית שלו.
כמו נתרן, הוא נוטה לאבד אלקטרונים ולא להשיג אותם. בהתחשב בתצורה האלקטרונית שלה ובהיבטים אחרים, הוא יכול לאבד אלקטרונים אחד או שניים ולהפוך לקטיונים גביעיים, Cu + או Cupric, Cu 2+ , בהתאמה.
לקטיון ה- Cu + יש אלקטרון אחד פחות (29p <28e), וה- Cu 2+ איבד שני אלקטרונים (29p <27e).
גזים אצילים
הגזים האצילים (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), הם אחד היסודות הבודדים שקיימים בצורה של האטומים הנייטרלים שלהם. המספרים האטומיים שלהם הם: 2, 10, 18, 36, 54 ו 86 בהתאמה. הם לא משיגים או מאבדים אלקטרונים; אם כי קסנון, Xe, יכול ליצור תרכובות עם פלואור ולאבד אלקטרונים.
סגסוגות מתכת
מתכות אם הן מוגנות מפני קורוזיה עשויות לשמור על האטום שלהם ניטרלי, ואליהן מצטרפים קשרים מתכתיים. בסגסוגות, תמיסות מוצקות של מתכות, האטומים נשארים (לרוב) ניטרליים. ב פליז, למשל, ישנם אטומים ניטרליים של Cu ו- Zn.
הפניות
- ג'טר קרסקו. (2016). מהו אטום ניטרלי? התאושש מ: introduction-to-physics.com
- סימונים, סמואל. (25 באפריל 2017). דוגמאות לא אטומים לא ניטרליים. מדע. התאושש מ: sciencing.com
- Chem4kids. (2018). מסתכל על יונים. התאושש מ: chem4kids.com
- וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.