Почему атом магния отличается от иона магния: ответы на самые популярные вопросы

Атомы и ионы являются фундаментальными кирпичиками, из которых состоит все вещество вокруг нас. Понимание их природы и различий крайне важно в естественных науках - химии, физике, биологии. Давайте разберемся, чем атом магния принципиально отличается от иона магния.

Строение атома и иона магния

Атом магния представляет собой электронейтральную частицу, состоящую из 12 протонов, 12 нейтронов и 12 электронов. Протоны и нейтроны сосредоточены в ядре, а электроны движутся по орбиталям вокруг ядра.

Атом магния отличается от иона магния зарядом ядра.

В отличие от атома, ион магния представляет собой электрически заряженную частицу. Она может быть как положительно заряженной - катион Mg²⁺, так и отрицательно заряженной - анион Mg^-. Ионы образуются из атомов путем потери или присоединения электронов.

• Катион Mg²⁺ образуется при потере атомом магния двух электронов с внешнего уровня.
• Анион Mg^- возникает при присоединении атомом магния одного дополнительного электрона.

Таким образом, ион отличается от соответствующего атома числом электронов и, как следствие, электрическим зарядом. У иона магния на два электрона меньше, чем у атома.

Атом магния отличается от иона магния также геометрией электронных орбиталей и размером частицы. При потере валентных электронов орбитали сжимаются, и ион становится меньше по размерам, чем исходный атом.

Из приведенной таблицы видно, что при образовании катиона Mg²⁺ его радиус уменьшается почти вдвое по сравнению с радиусом атома.

Как вы думаете, какой тип ионов магния чаще встречается в живой и неживой природе - катионы или анионы? Почему?

Свойства и поведение атома и иона магния

Различия в строении атома и иона магния обуславливают различия в их свойствах и поведении:

1. Электрические свойства. Ключевое отличие - наличие или отсутствие электрического заряда. Атом магния электронейтрален, а ион магния имеет положительный или отрицательный заряд в зависимости от типа.
2. Размеры частиц. Как уже отмечалось, ионы магния имеют меньший размер по сравнению с атомом. Например, радиус иона Mg2+ составляет 86 пм, а радиус атома магния - 160 пм.
3. Электроотрицательность. Вследствие различия в заряде, атом и катион магния имеют разную электроотрицательность - способность притягивать электроны. У катиона она ниже, чем у атома.
4. Химическая активность. Потеря электронов делает катион магния более химически активным и реакционноспособным по сравнению с электронейтральным атомом. Анион магния также проявляет повышенную реакционную способность.
5. Растворимость соединений. Соли катиона Mg2+ обычно хорошо растворяются в воде и других полярных растворителях. Соединения атомарного магния часто малорастворимы или нерастворимы.