Avainero vapaiden radikaalien ja ionien välillä on se, että vapailla radikaaleilla on yksi tai useampi pariton elektroni, mutta ioneilla on parillisia elektroneja.
Voimme selittää vapaan radikaalin ja ionin välisen eron ionin ja vapaan radikaalin perusominaisuuksien perusteella. Ioni voi esiintyä molekyylinä tai atomina, jonka varaus (positiivinen tai negatiivinen) johtuu elektronin katoamisesta tai vahvistumisesta. Ioneissa on negatiivinen varaus elektronin vahvistuksen vuoksi ja positiivinen varaus elektronin katoamisen vuoksi. Ionit voivat esiintyä yksi- tai monivarautuneina kemiallisina lajeina riippuen saatujen tai kadonneiden elektronien määrästä. Vapaat radikaalit ovat molekyylejä tai atomeja, joissa on vähintään yksi pariton elektroni. Tämä artikkeli käsittelee vapaiden radikaalien ja ionien välistä eroa, mukaan lukien niiden erityisominaisuudet.
Mikä on Free Radical?
Vapaa radikaali on atomi tai atomiryhmä, joka sisältää yhden tai useamman parittoman elektronin. Ne ovat erittäin reaktiivisia parittoman elektronin läsnäolon vuoksi. Vapaat radikaalit ovat erittäin epävakaita ja yrittävät saada vakautta hyväksymällä tarvittavat elektronit. Ne reagoivat muiden kemiallisten yhdisteiden kanssa vangitsemalla tarvittavat elektronit. Vapaat radikaalit ovat tärkeitä välituotteita luonnollisissa prosesseissa. Voimme merkitä vapaita radikaaleja yläindeksipisteellä oikealla. Esimerkiksi H, Cl, HO, H3C
Kuva 01: Hydroksyyliradikaali
Pitkäikäiset vapaat radikaalit jaetaan kolmeen luokkaan: vakaat radikaalit, pysyvät radikaalit ja diradikaalit.
- Vakaat radikaalit: Suurin esimerkki stabiilista radikaalista on molekyylihappi O2. Konjugoidun π-järjestelmän sisältävät orgaaniset radikaalit voivat elää pitkään.
- Pitkivät radikaalit: Ne ovat pitkäikäisiä radikaalin keskuksen ympärillä olevan steerisen tiivistymisen vuoksi ja tekevät niistä fyysisesti vaikeaa reagoida toisen molekyylin kanssa.
- Diradikaalit: Joillakin molekyyleillä on kaksi radikaalikeskusta, me nimeämme ne diradikaaleiksi. Molekyylihappi luonnollisesti (ilmakehän happi) esiintyy diradikaalina.
Mikä Ion on?
Ioneja voi muodostua, kun kemiallinen laji saa tai menettää elektroneja kemiallisissa reaktioissa; niillä on positiivinen (+) tai negatiivinen (-) varaus. Ne saavat negatiivisen varauksen ottamalla vastaan elektronin ja positiivisen varauksen luovuttamalla elektroneja elektronipuutosmolekyylille tai elementille. Elektronien vastaanottaminen tai luovuttaminen vaikuttaa suoraan ionin kokoon; se muuttaa molekyylikokoa dramaattisesti. Nimeämme atomin tai atomiryhmän ilman negatiivista tai positiivista varausta "neutraaliksi"; tullakseen neutraaliksi atomiksi tai molekyyliksi protonien määrän on oltava sama kuin elektronien lukumäärä.
Kuva 02: Kationin ja anionin muodostuminen
Siksi ioneja on kaksi seuraavaa muotoa.
- Kationit tai (+)-ionit – usein metallit kuuluvat tähän luokkaan, koska metallit menettävät elektroneja tullakseen positiivisiksi (+) varautuneiksi (Na+, Ba2 +, Ca2+, Al3+)
- Anionit (-)-ionit – usein epämetallit kuuluvat tähän luokkaan, koska epämetallit saavat elektroneja tullakseen negatiivisiksi (-) varautuneiksi (Cl–, S2- , O2-, Br–)
Mitä eroa Free Radicalilla ja Ionilla on?
Avainero vapaiden radikaalien ja ionien välillä on, että vapailla radikaaleilla on yksi tai useampi pariton elektroni, mutta ioneissa on parillisia elektroneja. Siksi vapaat radikaalit ovat erittäin epävakaita, kun taas ionit ovat suhteellisen stabiileja. Siksi tämä on myös merkittävä ero vapaan radikaalin ja ionin välillä. Radikaalit voivat kuitenkin esiintyä itsestään, kun taas suurin osa ioneista on yhdistetty vastakkaisesti varautuneiden ionien kanssa. Kun tarkastellaan enemmän niiden stabiilisuutta, vapaat radikaalit muuttuvat stabiileiksi vastaanottamalla elektroneja, mutta ionit ovat stabiileja muodostaessaan komplekseja vastakkaisesti varautuneiden yhdisteiden kanssa.
Toinen tärkeä ero vapaiden radikaalien ja ionien välillä on, että ioneissa on aina varaus, mutta vapaat radikaalit eivät ole varautuneita lajeja, vaikka niissä olisi parittomia elektroneja. Tämä ero johtuu siitä, että ionissa elektronien kokonaismäärä ei aina ole yhtä suuri kuin protonien lukumäärä ytimessä, kun taas vapaassa radikaalissa elektronien lukumäärä on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä.
Alla oleva infografiikka antaa lisätietoja vapaiden radikaalien ja ionien eroista.
Yhteenveto – Free Radical vs Ion
Voimme kuvata sekä termit, vapaat radikaalit että ionit, käyttämällä tiettyyn lajiin kuuluvien elektronien lukumäärää. Tässä merkittävin ero vapaiden radikaalien ja ionien välillä on, että vapailla radikaaleilla on parittomia elektroneja, mutta ioneilla on parillisia elektroneja. Siten vapaat radikaalit ovat reaktiivisempia. Toisa alta ioneista tulee kemiallisesti stabiileja muodostamalla yhdisteitä, joissa on vastakkaisesti varautuneita ioneja/molekyylejä.
