ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอนุมูลอิสระกับไอออนคืออนุมูลอิสระมีอิเลคตรอนที่ไม่เป็นคู่ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป แต่ไอออนมีอิเลคตรอนที่จับคู่กัน
เราสามารถอธิบายความแตกต่างระหว่างอนุมูลอิสระและไอออนได้จากคุณสมบัติพื้นฐานของไอออนและอนุมูลอิสระ ไอออนสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปของโมเลกุลหรืออะตอมที่มีประจุ (บวกหรือลบ) เนื่องจากการสูญเสียหรือการเพิ่มของอิเล็กตรอน ไอออนมีประจุลบเนื่องจากการได้รับอิเล็กตรอนและมีประจุบวกเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กตรอน ไอออนอาจเกิดขึ้นเป็นสารเคมีชนิดเดียวหรือหลายประจุ ขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับหรือสูญเสีย อนุมูลอิสระคือโมเลกุลหรืออะตอมที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่คู่กันอย่างน้อยหนึ่งตัวบทความนี้เกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างอนุมูลอิสระและไอออน รวมถึงลักษณะพิเศษของพวกมัน
อนุมูลอิสระคืออะไร
A อนุมูลอิสระคืออะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป พวกมันมีปฏิกิริยาสูงเนื่องจากมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ อนุมูลอิสระมีความไม่เสถียรมากและพยายามทำให้เสถียรโดยการยอมรับอิเล็กตรอนที่จำเป็น พวกเขาทำปฏิกิริยากับสารประกอบทางเคมีอื่น ๆ โดยจับอิเล็กตรอนที่จำเป็น อนุมูลอิสระเป็นตัวกลางที่สำคัญในกระบวนการทางธรรมชาติ เราสามารถระบุอนุมูลอิสระโดยตัวยกจุดทางด้านขวา ตัวอย่างเช่น H, Cl, HO, H3C
รูปที่ 01: The Hydroxyl Radical
อนุมูลอิสระที่มีอายุยืนยาวแบ่งออกเป็นสามประเภท: อนุมูลเสถียร, อนุมูลถาวร และได-แรดิคัล
- อนุมูลเสถียร: ตัวอย่างสำคัญของอนุมูลเสถียรคือโมเลกุลออกซิเจน O2 อนุมูลอินทรีย์ที่มีระบบ π คอนจูเกตอาจมีอายุยืนยาว
- อนุมูลถาวร: พวกมันมีอายุยืนยาวเนื่องจากการเบียดเสียดกันบริเวณจุดศูนย์กลางของหัวรุนแรงและทำให้ร่างกายยากต่อปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น
- ได-แรดิคัล: โมเลกุลบางตัวมีจุดศูนย์กลางสองจุด เราตั้งชื่อพวกมันว่าได-แรดิคัล โมเลกุลออกซิเจนตามธรรมชาติ (ออกซิเจนในบรรยากาศ) มีอยู่ในรูปไดเรดิคอล
ไอออนคืออะไร
ไอออนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อชนิดเคมีได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมี พวกเขามีประจุบวก (+) หรือลบ (-) สิ่งเหล่านี้ได้รับประจุลบโดยการยอมรับอิเล็กตรอนและประจุบวกโดยการบริจาคอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลหรือองค์ประกอบที่ขาดอิเล็กตรอน การรับหรือบริจาคอิเล็กตรอนส่งผลโดยตรงต่อขนาดของไอออน มันเปลี่ยนขนาดโมเลกุลอย่างมากเราตั้งชื่ออะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่ไม่มีประจุลบหรือประจุบวกว่า "เป็นกลาง" เพื่อให้กลายเป็นอะตอมหรือโมเลกุลที่เป็นกลาง จำนวนโปรตอนต้องเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน
รูปที่ 02: การเกิด Cation และ Anion
ดังนั้นจึงมีไอออนสองรูปแบบดังนี้
- Cations หรือ (+) ไอออน – บ่อยครั้งโลหะอยู่ภายใต้หมวดหมู่นี้เนื่องจากโลหะสูญเสียอิเล็กตรอนเพื่อให้กลายเป็นประจุบวก (+) (Na+, Ba2 ++ Ca2+ Al3+)
- แอนไอออน (-) ไอออน – มักจะอโลหะอยู่ภายใต้หมวดหมู่นี้เนื่องจากอโลหะได้รับอิเล็กตรอนเพื่อให้กลายเป็นประจุลบ (-) (Cl–, S2- , O2-, Br–)
อนุมูลอิสระกับไอออนต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอนุมูลอิสระกับไอออนก็คือ อนุมูลอิสระมีอิเลคตรอนที่ไม่เป็นคู่ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป แต่ไอออนมีอิเลคตรอนที่จับคู่กัน ดังนั้นอนุมูลอิสระจึงไม่เสถียรมากในขณะที่ไอออนค่อนข้างเสถียร ดังนั้นนี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอนุมูลอิสระและไอออน อย่างไรก็ตาม อนุมูลสามารถดำรงอยู่ได้ด้วยตัวเองในขณะที่ไอออนส่วนใหญ่ถูกรวมเข้ากับไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน เมื่อพิจารณาถึงความเสถียรมากขึ้น อนุมูลอิสระจะเสถียรโดยการยอมรับอิเล็กตรอน แต่ไอออนจะเสถียรเมื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่มีสารประกอบที่มีประจุตรงข้าม
ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างอนุมูลอิสระกับไอออนก็คือไอออนจะมีประจุอยู่เสมอ แต่อนุมูลอิสระก็ไม่ใช่ชนิดที่มีประจุแม้ว่าจะมีอิเล็กตรอนที่ไม่คู่กันก็ตาม ความแตกต่างนี้เกิดขึ้นเพราะในไอออน จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดไม่เท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเสมอ ในขณะที่ในอนุมูลอิสระ จำนวนอิเล็กตรอนจะเท่ากับจำนวนโปรตอน
อินโฟกราฟิกด้านล่างให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างอนุมูลอิสระและไอออน
สรุป – อนุมูลอิสระกับไอออน
เราสามารถอธิบายได้ทั้งเงื่อนไข อนุมูลอิสระและไอออน โดยใช้จำนวนอิเล็กตรอนของสปีชีส์หนึ่งๆ ในที่นี้ ข้อแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างอนุมูลอิสระและไอออนก็คือ อนุมูลอิสระมีอิเล็กตรอนที่ไม่เป็นคู่ แต่ไอออนมีอิเล็กตรอนที่จับคู่กัน ดังนั้นอนุมูลอิสระจึงมีปฏิกิริยามากกว่า ในทางกลับกัน ไอออนจะมีความคงตัวทางเคมีโดยการสร้างสารประกอบที่มีไอออน/โมเลกุลที่มีประจุตรงข้าม