Ključna razlika med prostim radikalom in ionom je, da imajo prosti radikali enega ali več nesparjenih elektronov, ioni pa imajo seznanjene elektrone.
Razliko med prostim radikalom in ionom lahko razložimo iz osnovnih lastnosti iona in prostega radikala. Ion se lahko pojavi kot molekula ali atom z nabojem (pozitivnim ali negativnim) zaradi izgube ali pridobitve elektrona. Ioni imajo negativen naboj zaradi pridobitve elektrona in pozitiven naboj zaradi izgube elektrona. Ioni se lahko pojavijo kot kemične vrste z enim ali več naboji, odvisno od števila pridobljenih ali izgubljenih elektronov. Prosti radikali so molekule ali atomi, ki imajo vsaj en nesparjen elektron. Ta članek govori o razliki med prostim radikalom in ionom, vključno z njihovimi posebnimi lastnostmi.
Kaj je prosti radikal?
Prosti radikal je atom ali skupina atomov, ki vsebuje enega ali več nesparjenih elektronov. So zelo reaktivni zaradi prisotnosti nesparjenega elektrona. Prosti radikali so zelo nestabilni in poskušajo pridobiti stabilnost s sprejemanjem potrebnega elektrona. Reagirajo z drugimi kemičnimi spojinami tako, da ujamejo potreben elektron. Prosti radikali so pomembni intermediati v naravnih procesih. Proste radikale lahko označimo z nadpisano piko na desni. Na primer, H, Cl, HO, H3C
Slika 01: Hidroksilni radikal
Dolgoživi prosti radikali so v treh kategorijah: stabilni radikali, obstojni radikali in di-radikali.
- Stabilni radikali: Glavni primer stabilnega radikala je molekularni kisik O2. Organski radikali, ki vsebujejo konjugiran π sistem, lahko dolgo živijo.
- Obstojni radikali: so dolgoživi zaradi sterične gneče okoli središča radikalov in fizično težko reagirajo z drugo molekulo.
- Di-radikali: Nekatere molekule imajo dva radikalska centra, imenujemo jih di-radikali. Molekularni kisik naravno (atmosferski kisik) obstaja kot biradikal.
Kaj je Ion?
Ioni lahko nastanejo, ko kemična vrsta pridobi ali izgubi elektrone v kemičnih reakcijah; imajo pozitiven (+) ali negativen (-) naboj. Ti dobijo negativni naboj, tako da sprejmejo elektron(-e), in pozitivni naboj, tako da oddajo elektrone molekuli ali elementu s pomanjkanjem elektronov. Sprejem ali darovanje elektronov neposredno vpliva na velikost iona; dramatično spremeni velikost molekule. Atom ali skupino atomov brez negativnega ali pozitivnega naboja imenujemo "nevtralni"; če želite postati nevtralni atom ali molekula, mora biti število protonov enako številu elektronov.
Slika 02: Tvorba kationov in anionov
Zato obstajata dve obliki ionov, kot sledi.
- Kationi ali (+) ioni – pogosto spadajo kovine v to kategorijo, saj kovine izgubijo elektrone, da postanejo pozitivno (+) nabiti (Na+, Ba2 +, Ca2+, Al3+)
- Anioni (-) ioni – pogosto spadajo nekovine v to kategorijo, saj nekovine pridobijo elektrone, da postanejo negativno (-) nabiti (Cl–, S2- , O2-, Br–)
Kakšna je razlika med prostim radikalom in ionom?
Ključna razlika med prostim radikalom in ionom je, da imajo prosti radikali enega ali več neparnih elektronov, ioni pa imajo pare elektronov. Zato so prosti radikali zelo nestabilni, medtem ko so ioni relativno stabilni. Zato je to tudi pomembna razlika med prostim radikalom in ionom. Vendar lahko radikali obstajajo sami, medtem ko je večina ionov kombinirana z nasprotno nabitimi ioni. Če razmišljamo več o njihovi stabilnosti, prosti radikali postanejo stabilni s sprejemanjem elektronov, ioni pa so stabilni, ko tvorijo komplekse z nasprotno nabitimi spojinami.
Druga pomembna razlika med prostim radikalom in ionom je, da ioni vedno zadržijo naboj, vendar prosti radikali niso nabite vrste, tudi če imajo nesparjene elektrone. Ta razlika nastane, ker v ionu skupno število elektronov ni vedno enako številu protonov v jedru, medtem ko je v prostem radikalu število elektronov enako številu protonov.
Spodnja infografika ponuja več podrobnosti o razliki med prostim radikalom in ionom.
Povzetek – prosti radikal proti ionom
Pojma, proste radikale in ione, lahko opišemo s številom elektronov, ki pripadajo določeni vrsti. Tu je najpomembnejša razlika med prostimi radikali in ioni ta, da imajo prosti radikali nesparjene elektrone, ioni pa imajo seznanjene elektrone. Tako so prosti radikali bolj reaktivni. Po drugi strani pa ioni postanejo kemično stabilni s tvorbo spojin z nasprotno nabitimi ioni/molekulami.
