Kľúčový rozdiel medzi voľným radikálom a iónom je v tom, že voľné radikály majú jeden alebo viac nepárových elektrónov, ale ióny majú párové elektróny.
Rozdiel medzi voľným radikálom a iónom vieme vysvetliť zo základných vlastností iónu a voľného radikálu. Ión sa môže vyskytovať ako molekula alebo atóm s nábojom (pozitívnym alebo negatívnym) v dôsledku straty alebo zisku elektrónu. Ióny majú záporný náboj v dôsledku zisku elektrónu a kladný náboj v dôsledku straty elektrónu. Ióny sa môžu vyskytovať ako chemické druhy s jedným alebo viacerými nábojmi, v závislosti od počtu získaných alebo stratených elektrónov. Voľné radikály sú molekuly alebo atómy, ktoré majú aspoň jeden nespárovaný elektrón. Tento článok je o rozdiele medzi voľnými radikálmi a iónmi vrátane ich špeciálnych vlastností.
Čo je voľný radikál?
Voľný radikál je atóm alebo skupina atómov obsahujúca jeden alebo viacero nepárových elektrónov. Sú vysoko reaktívne v dôsledku prítomnosti nespárovaného elektrónu. Voľné radikály sú veľmi nestabilné a snažia sa získať stabilitu prijatím potrebného elektrónu. Reagujú s inými chemickými zlúčeninami zachytením potrebného elektrónu. Voľné radikály sú dôležitými medziproduktmi v prírodných procesoch. Voľné radikály môžeme označiť horným indexom vpravo. Napríklad H, Cl, HO, H3C
Obrázok 01: Hydroxylový radikál
Voľné radikály s dlhou životnosťou sú rozdelené do troch kategórií: stabilné radikály, perzistentné radikály a diradikály.
- Stabilné radikály: Hlavným príkladom stabilného radikálu je molekulárny kyslík O2. Organické radikály obsahujúce konjugovaný systém π môžu dlho žiť.
- Perzistentné radikály: Majú dlhú životnosť kvôli stérickému zhlukovaniu sa okolo radikálneho centra a fyzicky je ťažké reagovať s inou molekulou.
- Diradikály: Niektoré molekuly majú dve radikálové centrá, nazývame ich ako diradikály. Molekulárny kyslík prirodzene (atmosférický kyslík) existuje ako dvojradikál.
Čo je ión?
Ióny sa môžu tvoriť, keď chemický druh získava alebo stráca elektróny v chemických reakciách; majú kladný (+) alebo záporný (-) náboj. Tie získajú záporný náboj prijatím elektrónu (elektrónov) a kladný náboj darovaním elektrónov molekule alebo prvku s nedostatkom elektrónov. Prijímanie alebo darovanie elektrónov priamo ovplyvňuje veľkosť iónu; dramaticky mení veľkosť molekuly. Atóm alebo skupinu atómov bez záporného alebo kladného náboja nazývame „neutrálny“; aby sa stal neutrálnym atómom alebo molekulou, počet protónov musí byť rovnaký ako počet elektrónov.
Obrázok 02: Tvorba katiónov a aniónov
Preto existujú dve nasledujúce formy iónov.
- Katióny alebo (+) ióny – do tejto kategórie často patria kovy, pretože kovy strácajú elektróny, aby sa stali kladným (+) nabitým (Na+, Ba2 +, Ca2+, Al3+)
- Anióny (-) – do tejto kategórie často patria nekovy, pretože nekovy získavajú elektróny, aby sa nabili záporne (-) (Cl–, S2- , O2-, Br–)
Aký je rozdiel medzi voľnými radikálmi a iónmi?
Kľúčový rozdiel medzi voľným radikálom a iónom je v tom, že voľné radikály majú jeden alebo viac nepárových elektrónov, ale ióny majú párové elektróny. Preto sú voľné radikály veľmi nestabilné, zatiaľ čo ióny sú relatívne stabilné. Preto je to tiež významný rozdiel medzi voľným radikálom a iónom. Radikály však môžu existovať samy o sebe, zatiaľ čo väčšina iónov je kombinovaná s opačne nabitými iónmi. Keď uvažujeme viac o ich stabilite, voľné radikály sa stávajú stabilnými prijatím elektrónov, ale ióny sú stabilné, keď tvoria komplexy s opačne nabitými zlúčeninami.
Ďalším dôležitým rozdielom medzi voľnými radikálmi a iónmi je to, že ióny majú vždy náboj, ale voľné radikály nie sú nabité, aj keď majú nespárované elektróny. Tento rozdiel vzniká, pretože v ióne sa celkový počet elektrónov vždy nerovná počtu protónov v jadre, zatiaľ čo vo voľnom radikále sa počet elektrónov rovná počtu protónov.
Nižšie uvedená infografika poskytuje ďalšie podrobnosti o rozdieloch medzi voľným radikálom a iónom.
Zhrnutie – voľné radikály vs ión
Pojmy, voľné radikály aj ióny, môžeme opísať pomocou počtu elektrónov patriacich konkrétnemu druhu. Tu je najvýznamnejším rozdielom medzi voľnými radikálmi a iónmi to, že voľné radikály majú nepárové elektróny, ale ióny majú spárované elektróny. Voľné radikály sú teda reaktívnejšie. Na druhej strane sa ióny stávajú chemicky stabilnými vytváraním zlúčenín s opačne nabitými iónmi/molekulami.
