Den viktigaste skillnaden mellan fri radikal och jon är att de fria radikalerna har en eller flera oparade elektroner, men joner har parade elektroner.
Vi kan förklara skillnaden mellan fri radikal och jon från de grundläggande egenskaperna hos en jon och en fri radikal. En jon kan uppstå som en molekyl eller atom med en laddning (positiv eller negativ) på grund av förlust eller förstärkning av en elektron. Joner håller en negativ laddning på grund av en förstärkning av en elektron och håller en positiv laddning på grund av förlust av en elektron. Joner kan förekomma som enstaka eller flerladdade kemiska arter, beroende på antalet elektroner som fås eller förloras. Fria radikaler är molekyler eller atomer som har minst en oparad elektron. Den här artikeln handlar om skillnaden mellan fria radikaler och joner, inklusive deras speciella egenskaper.
Vad är fria radikaler?
A Fri radikal är en atom eller en grupp av atomer som innehåller en eller flera oparade elektroner. De är mycket reaktiva på grund av närvaron av en oparad elektron. Fria radikaler är mycket instabila och försöker få stabilitet genom att acceptera den elektron som behövs. De reagerar med andra kemiska föreningar genom att fånga den nödvändiga elektronen. Fria radikaler är viktiga mellanprodukter i naturliga processer. Vi kan beteckna fria radikaler med en upphöjd punkt till höger. Till exempel H, Cl, HO, H3C
Figur 01: Hydroxyl Radical
Långlivade fria radikaler delas in i tre kategorier: stabila radikaler, persistenta radikaler och di-radikaler.
- Stabla radikaler: Det främsta exemplet på en stabil radikal är molekylärt syre O2. Organiska radikaler som innehåller konjugerat π-system kan långliva.
- Ihärdiga radikaler: De är långlivade på grund av den steriska trängseln runt det radikala centret och gör dem fysiskt svåra att reagera med en annan molekyl.
- Di-radikaler: Vissa molekyler har två radikala centra, vi namnger dem som di-radikaler. Molekylärt syre naturligt (atmosfäriskt syre) existerar som en diradikal.
Vad är Ion?
Joner kan bildas när en kemisk art får eller förlorar elektroner i kemiska reaktioner; de har en positiv (+) eller negativ (-) laddning. De får en negativ laddning genom att acceptera en elektron(er) och positiv laddning genom att donera elektroner till en elektronbristmolekyl eller ett element. Att acceptera eller donera elektroner påverkar direkt jonstorleken; det förändrar molekylstorleken dramatiskt. Vi kallar en atom eller en grupp av atomer utan negativ eller positiv laddning som "neutral"; för att bli en neutral atom eller en molekyl måste antalet protoner vara detsamma som ett antal elektroner.
Figur 02: Katjon- och anjonbildning
Därför finns det två former av joner enligt följande.
- katjoner eller (+) joner – ofta faller metaller under denna kategori eftersom metaller förlorar elektroner för att bli positivt (+) laddade (Na+, Ba2 +, Ca2+, Al3+)
- Anjoner (-) joner – ofta faller icke-metaller under denna kategori eftersom icke-metaller får elektroner för att bli negativt (-) laddade (Cl–, S2- , O2-, Br–)
Vad är skillnaden mellan fri radikal och jon?
Nyckelskillnaden mellan fri radikal och jon är att de fria radikalerna har en eller flera oparade elektroner, men joner har parade elektroner. Därför är fria radikaler mycket instabila medan joner är relativt stabila. Därför är detta också en betydande skillnad mellan fri radikal och jon. Men radikaler kan existera av sig själva medan de flesta joner kombineras med motsatt laddade joner. När man överväger mer om deras stabilitet blir fria radikaler stabila genom att ta emot elektroner, men joner är stabila när de bildar komplex med motsatt laddade föreningar.
En annan viktig skillnad mellan fri radikal och jon är att jonerna alltid håller en laddning, men fria radikaler är inte laddade arter även om de har oparade elektroner. Denna skillnad uppstår eftersom det totala antalet elektroner i en jon alltid inte är lika med antalet protoner i kärnan medan antalet elektroner i en fri radikal är lika med antalet protoner.
Infografiken nedan ger mer information om skillnaden mellan fri radikal och jon.
Sammanfattning – Free Radical vs Ion
Vi kan beskriva både termerna fria radikaler och joner med hjälp av antalet elektroner som tillhör en viss art. Här är den viktigaste skillnaden mellan fria radikaler och joner att de fria radikalerna har oparade elektroner men joner har parade elektroner. Således är fria radikaler mer reaktiva. Å andra sidan blir joner kemiskt stabila genom att bilda föreningar med motsatt laddade joner/molekyler.
