同位体・イオン

原子は、現存するすべての物質の構成要素である。原子によってばらつきがある。同様に、同じ元素の中にもバリエーションがあります。同位体は、個々の元素の中で変化している例です。さらに、原子は自然条件下では安定化しにくい。それらの間で、あるいは他の元素と様々な組み合わせを形成して存在しているのです。これらの組み合わせができると、イオンを生成することがあります。

同位体

同じ元素の原子が異なることもある。このように、同じ元素の異なる原子を同位体と呼びます。中性子の数が違うので、互いに異なる。中性子の数が異なるため、質量数も異なる。ただし、同じ元素の同位体は、陽子と中性子の数が同じである。同位体によって存在する量が異なるため、相対的存在量と呼ばれるパーセンテージの値で表す。例えば、水素には、プルトニウム、重水素、トリチウムの3つの同位体があります。その中性子数および相対量は以下の通りである。

99.985%の相対量で1H-中性子を含まない。

相対的存在量0.015%。

3H - 中性子2個、相対的存在比0

原子核が保持できる中性子の数は、元素によって異なる。これらの同位体のうち、安定なのは一部だけである。例えば、酸素には3つの安定同位体があり、スズには10の安定同位体があります。ほとんどの場合、単純な元素は中性子と陽子の数が同じである。しかし、重い元素では、陽子よりも中性子の方が多いのです。中性子の数は、原子核の安定性のバランスをとるために重要である。原子核が重すぎると不安定になり、その結果、これらの同位体は放射性物質となる。例えば、原子核は崩壊して小さくなる。同位体は質量が異なるため、異なる性質を持つことがあります。例えば、スピンが異なるため、核磁気共鳴スペクトルが異なる場合があります。しかし、電子数が似ているため、化学的挙動は似ている。

質量分析計は同位体の情報を得ることができ、元素の同位体番号、相対存在度、質量を知ることができる。

イオン

ほとんどの原子（希ガスを除く）は、価電子殻層を完全に満たしていないため、自然界では不安定な存在である。そのため、ほとんどの原子は希ガス配置を獲得することで価電子殻層を完成させようとする。原子は3つの方法でこれを実現する。

1. 電子的なアクセスを通じて
2. 電子的に提供することで
3. 共有の電子機器を通じて

イオンは、最初の2つの方法（電子を得る、与える）によって作られる。通常、s領域とd領域の正電荷を持つ原子は、電子を供給してイオンを形成する傾向がある。このようにして、陽イオンを生成する。p領域の負電荷を帯びた原子の多くは、電子を獲得して負イオンを形成することを好みます。通常、マイナスイオンは原子より大きく、プラスイオンは原子より小さい。1つまたは複数のイオンが電荷を持つことができる。例えば、I族元素は+1カチオンを、II族元素は+2カチオンを生成する。しかし、dブロックには、+3、+4、+5イオンを生成できる元素がある。イオンが形成されると電子の数が変わるので、陽子の数と電子の数は等しくありません。上記の多原子イオンの他に、多原子イオンや分子イオンが存在することもある。多原子イオンは、ある分子から元素イオンが失われたときに生成します（例：ClO3-、NH4+）。