الفرق الرئيسي بين الجذور الحرة والأيونات هو أن الجذور الحرة لها إلكترون واحد أو أكثر من الإلكترون غير المزدوج ، لكن الأيونات لها إلكترونات مقترنة.
يمكننا شرح الفرق بين الجذور الحرة والأيونات من الخصائص الأساسية للأيون والجذور الحرة. يمكن أن يحدث أيون كجزيء أو ذرة بشحنة (موجبة أو سالبة) بسبب فقدان أو اكتساب الإلكترون. الأيونات تحمل شحنة سالبة بسبب اكتساب الإلكترون وتحمل شحنة موجبة بسبب فقدان الإلكترون. قد تحدث الأيونات كأنواع كيميائية مفردة أو متعددة الشحنات ، اعتمادًا على عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة. الجذور الحرة هي جزيئات أو ذرات تحتوي على إلكترون واحد على الأقل.تتناول هذه المقالة الفرق بين الجذور الحرة والأيونات ، بما في ذلك خصائصها الخاصة.
ما هو الجذور الحرة؟
الجذور الحرة هي ذرة أو مجموعة ذرات تحتوي على واحد أو أكثر من الإلكترونات غير المزاوجة. فهي شديدة التفاعل بسبب وجود إلكترون غير متزاوج. الجذور الحرة غير مستقرة للغاية وتحاول تحقيق الاستقرار من خلال قبول الإلكترون المطلوب. تتفاعل مع المركبات الكيميائية الأخرى عن طريق التقاط الإلكترون المطلوب. الجذور الحرة هي وسيطة مهمة في العمليات الطبيعية. يمكننا أن نشير إلى الجذور الحرة بنقطة مرتفعة إلى اليمين. على سبيل المثال ، H، Cl، HO، H3C
الشكل 01: الهيدروكسيل الراديكالي
الجذور الحرة طويلة العمر مقسمة إلى ثلاث فئات: الجذور المستقرة ، والجذور الثابتة ، والجذور الثنائية.
- الجذور المستقرة: المثال الرئيسي للجذور المستقرة هو الأكسجين الجزيئي O2. قد تعيش الجذور العضوية التي تحتوي على نظام π مترافق.
- الجذور الثابتة: تدوم طويلاً بسبب الازدحام الفراغي حول المركز الجذري وتجعل من الصعب جسديًا التفاعل مع جزيء آخر.
- الجذور الثنائية: تحتوي بعض الجزيئات على مركزين جذريين ، نسميهما بجذور ثنائية. الأكسجين الجزيئي بشكل طبيعي (الأكسجين الجوي) موجود كمطهر.
ما هو ايون؟
يمكن أن تتشكل الأيونات عندما يكتسب نوع كيميائي الإلكترونات أو يفقدها في التفاعلات الكيميائية ؛ لديهم شحنة موجبة (+) أو سالبة (-). يحصل هؤلاء على شحنة سالبة بقبول إلكترون (إلكترونات) وشحنة موجبة عن طريق التبرع بالإلكترونات لجزيء أو عنصر نقص الإلكترون. يؤثر قبول الإلكترونات أو التبرع بها بشكل مباشر على حجم الأيون ؛ يغير الحجم الجزيئي بشكل كبير.نحن نطلق على ذرة أو مجموعة ذرات بدون شحنة سالبة أو موجبة اسم "محايد" ؛ لتصبح ذرة محايدة أو جزيء ، يجب أن يكون عدد البروتونات هو نفسه عدد الإلكترونات.
الشكل 02: تكوين الكاتيون والأنيون
لذلك هناك نوعان من الأيونات على النحو التالي
- الكاتيونات أو (+) الأيونات - غالبًا ما تندرج المعادن تحت هذه الفئة لأن المعادن تفقد الإلكترونات لتصبح موجبة (+) مشحونة (Na+، Ba2 +، Ca2 +، آل3 +)
- الأنيونات (-) الأيونات - غالبًا ما تندرج اللافلزات ضمن هذه الفئة نظرًا لأن اللافلزات تكتسب إلكترونات لتصبح سالبة (-) مشحونة (Cl-، S2-، O2-، Br-)
ما هو الفرق بين الجذور الحرة والأيونات؟
الفرق الرئيسي بين الجذور الحرة والأيونات هو أن الجذور الحرة لها إلكترون واحد أو أكثر من الإلكترون غير المزدوج ، لكن الأيونات لها إلكترونات مقترنة. لذلك ، فإن الجذور الحرة غير مستقرة للغاية بينما الأيونات مستقرة نسبيًا. ومن ثم ، يعد هذا أيضًا فرقًا مهمًا بين الجذور الحرة والأيونات. ومع ذلك ، يمكن أن توجد الجذور من تلقاء نفسها بينما يتم دمج معظم الأيونات مع أيونات مشحونة معاكسة. عند التفكير أكثر في استقرارها ، تصبح الجذور الحرة مستقرة من خلال قبول الإلكترونات ، لكن الأيونات تكون مستقرة عندما تشكل معقدات بمركبات ذات شحنة معاكسة.
اختلاف مهم آخر بين الجذور الحرة والأيونات هو أن الأيونات تحمل دائمًا شحنة ، لكن الجذور الحرة ليست من الأنواع المشحونة حتى لو كانت تحتوي على إلكترونات غير زوجية. ينشأ هذا الاختلاف لأن العدد الإجمالي للإلكترونات في أيون لا يساوي دائمًا عدد البروتونات في النواة بينما في الجذور الحرة ، عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات.
يوفر الرسم البياني أدناه مزيدًا من التفاصيل حول الفرق بين الجذور الحرة والأيونات.
ملخص - Free Radical vs Ion
يمكننا وصف كلا المصطلحين ، الجذور الحرة والأيونات ، باستخدام عدد الإلكترونات التي تنتمي إلى نوع معين. هنا ، يتمثل الاختلاف الأكثر أهمية بين الجذور الحرة والأيونات في أن الجذور الحرة لها إلكترونات غير مقترنة ، لكن الأيونات لها إلكترونات مقترنة. وبالتالي ، فإن الجذور الحرة تكون أكثر تفاعلًا. من ناحية أخرى ، تصبح الأيونات مستقرة كيميائيًا عن طريق تكوين مركبات ذات أيونات / جزيئات مشحونة بشكل معاكس.
