WAT IS EEN NEUTRAAL ATOOM? (MET VOORBEELDEN) - CHEMIE

Een neutraal atoom is een atoom dat geen elektrische lading heeft vanwege een afweging tussen het aantal protonen en elektronen. Beide zijn elektrisch geladen subatomaire deeltjes.

Protonen zijn geagglomereerd met neutronen en vormen de kern; terwijl de elektronen wazig zijn en een elektronische wolk definiëren. Wanneer het aantal protonen in een atoom, gelijk aan het atoomnummer (Z), gelijk is aan het aantal elektronen, wordt er gezegd dat er een afweging is tussen de elektrische ladingen in het atoom.

Waterstofatoom. Bron: Mets501 via Wikipedia.

Je hebt bijvoorbeeld een waterstofatoom (bovenste afbeelding), dat een proton en een elektron heeft. Het proton bevindt zich in het midden van het atoom als zijn kern, terwijl het elektron rond de omringende ruimte draait en gebieden met een lagere elektronendichtheid achterlaat terwijl het zich van de kern verwijdert.

Dit is een neutraal atoom omdat Z gelijk is aan het aantal elektronen (1p = 1e). Als het H-atoom dat ene proton zou verliezen, zou de atoomstraal krimpen en zou de lading van het proton de overhand krijgen en het kation H ⁺ (hydron) worden. Als het daarentegen een elektron zou krijgen, zouden er twee elektronen zijn en zou het het H ^- (hydride) anion worden .

Neutraal atoom versus ion

Voor het voorbeeld van het neutrale atoom van H werd gevonden dat het aantal protonen gelijk is aan het aantal elektronen (1p = 1e); een situatie die niet optreedt met ionen die zijn afgeleid van het verlies of de winst van een elektron .

Ionen worden gevormd door een verandering in het aantal elektronen, hetzij doordat het atoom ze wint (-) of verliest (+).

In het atoom van het kation H ⁺ overheerst de valentie-lading van het enkele proton over de totale afwezigheid van een elektron (1p> 0e). Dit geldt voor alle andere zwaardere atomen (np> ne) in het periodiek systeem.

Hoewel de aanwezigheid van een positieve lading onbeduidend lijkt, verandert het diagonaal de kenmerken van het element in kwestie.

Aan de andere kant, in het atoom van het anion H ^- overheerst de negatieve lading van de twee elektronen tegen het enige proton van de kern (1p <2e). Evenzo hebben de andere anionen met een grotere massa een overmaat aan elektronen in vergelijking met het aantal protonen (np+ en H ^- zijn totaal verschillend van H.

Na tegen Na

Een beter bekend voorbeeld is dat van metallisch natrium. Zijn neutraal atoom, Na, met Z = 11, heeft 11 protonen; daarom moeten er 11 elektronen zijn om de positieve ladingen te compenseren (11p = 11e).

Natrium, dat een zeer elektropositief metalen element is, verliest heel gemakkelijk zijn elektronen; in dit geval verliest het er slechts één, die van zijn valentie-laag (11p> 10e). Zo wordt het Na ⁺ -kation gevormd , dat elektrostatisch in wisselwerking staat met een anion; als het chloride, Cl ^- , in het natriumchloridezout, NaCl.

Metallisch natrium is giftig en bijtend, terwijl het kation ervan zelfs in cellen aanwezig is. Dit laat zien hoe de eigenschappen van een element dramatisch kunnen veranderen wanneer het elektronen wint of verliest.

Aan de andere kant bestaat het anion Na ^- (natrium, hypothetisch) niet; en als het gevormd zou kunnen worden, zou het buitengewoon reactief zijn, aangezien het indruist tegen de chemische aard van natrium om elektronen te verkrijgen. Na ^- zou 12 elektronen hebben en de positieve lading van zijn kern overschrijden (11p <12e).

Neutrale moleculen

Atomen zijn covalent gekoppeld om moleculen te doen ontstaan, die ook verbindingen kunnen worden genoemd. Binnen een molecuul kunnen er geen geïsoleerde ionen zijn; in plaats daarvan zijn er atomen met formele positieve of negatieve ladingen. Deze geladen atomen beïnvloeden de nettolading van het molecuul en transformeren het in een polyatomisch ion.

Wil een molecuul neutraal zijn, dan moet de som van de formele ladingen van zijn atomen gelijk zijn aan nul; of, eenvoudiger, al zijn atomen zijn neutraal. Als de atomen waaruit een molecuul bestaat neutraal zijn, is dat ook zo.

Je hebt bijvoorbeeld het watermolecuul H ₂ O. Zijn twee H-atomen zijn neutraal, net als het zuurstofatoom. Ze kunnen niet op dezelfde manier worden weergegeven als in de afbeelding van het waterstofatoom; aangezien, hoewel de kern niet verandert, de elektronische wolk dat wel doet.

Het hydroniumion, H ₃ O ⁺ , bezit daarentegen een gedeeltelijk positief geladen zuurstofatoom. Dit betekent dat het in dit polyatomaire ion een elektron verliest, en daarom is het aantal protonen groter dan dat van zijn elektronen.

Voorbeelden

Zuurstof

Het neutrale zuurstofatoom heeft 8 protonen en 8 elektronen. Wanneer het twee elektronen krijgt, vormt het wat bekend staat als een oxide-anion, O ^2- . Daarin overheersen negatieve ladingen, met een overmaat van twee elektronen (8p <10e).

Neutrale zuurstofatomen hebben een sterke neiging om te reageren en zich met zichzelf te binden om O ₂ te vormen . Het is om deze reden dat er geen "losse" O-atomen zijn die op zichzelf staan en zonder ergens mee te reageren. Alle bekende reacties voor dit gas worden toegeschreven aan moleculaire zuurstof, O ₂ .

Koper

Koper heeft 29 protonen en 29 elektronen (naast neutronen). In tegenstelling tot zuurstof kunnen de neutrale atomen in de natuur worden gevonden vanwege de metaalbinding en relatieve stabiliteit.

Net als natrium heeft het de neiging elektronen te verliezen in plaats van ze te winnen. Gezien zijn elektronische configuratie en voor andere aspecten, kan het een of twee elektronen verliezen en respectievelijk cupro-kationen, Cu ⁺ of cupri, Cu ²⁺ worden.

Het Cu ⁺ -kation heeft één elektron minder (29p <28e) en het Cu ²⁺ heeft twee elektronen verloren (29p <27e).

Edele gassen

De edelgassen (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) zijn een van de weinige elementen die bestaan in de vorm van hun neutrale atomen. Hun atoomnummers zijn: respectievelijk 2, 10, 18, 36, 54 en 86. Ze winnen of verliezen geen elektronen; hoewel xenon, Xe, verbindingen kan vormen met fluor en elektronen kan verliezen.

Metaallegeringen

Metalen kunnen, als ze tegen corrosie worden beschermd, hun atomen neutraal houden, verbonden door metaalverbindingen. In legeringen, vaste oplossingen van metalen, blijven de atomen (meestal) neutraal. In messing zijn er bijvoorbeeld neutrale atomen van Cu en Zn.

Referenties

Jetser Carasco. (2016). Wat is een neutraal atoom? Hersteld van: introductie-to-physics.com
Markeringen, Samuel. (25 april 2017). Voorbeelden van niet-neutrale atomen. Wetenschappelijk. Hersteld van: sciencing.com
Chem4kids. (2018) Kijkend naar Ions. Hersteld van: chem4kids.com
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.
Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.

WAT IS EEN NEUTRAAL ATOOM? (MET VOORBEELDEN) - CHEMIE - 2025