Der Hauptunterschied zwischen freien Radikalen und Ion ist, dass die freien Radikale ein oder mehrere ungepaarte Elektronen haben, aber Ionen gepaarte Elektronen haben.
Wir können den Unterschied zwischen einem freien Radikal und einem Ion anhand der grundlegenden Eigenschaften eines Ions und eines freien Radikals erklären. Ein Ion kann als Molekül oder Atom mit einer Ladung (positiv oder negativ) aufgrund des Verlusts oder der Aufnahme eines Elektrons auftreten. Ionen h alten eine negative Ladung aufgrund einer Aufnahme eines Elektrons und eine positive Ladung aufgrund einer Abgabe eines Elektrons. Ionen können als einfach oder mehrfach geladene chemische Spezies auftreten, abhängig von der Anzahl der gewonnenen oder verlorenen Elektronen. Freie Radikale sind Moleküle oder Atome, die mindestens ein ungepaartes Elektron besitzen. In diesem Artikel geht es um den Unterschied zwischen freien Radikalen und Ionen, einschließlich ihrer besonderen Eigenschaften.
Was ist ein freies Radikal?
Ein freies Radikal ist ein Atom oder eine Atomgruppe, die ein oder mehrere ungepaarte Elektron(en) enthält. Sie sind aufgrund des Vorhandenseins eines ungepaarten Elektrons hoch reaktiv. Freie Radikale sind sehr instabil und versuchen, Stabilität zu erlangen, indem sie das benötigte Elektron aufnehmen. Sie reagieren mit anderen chemischen Verbindungen, indem sie das benötigte Elektron einfangen. Freie Radikale sind wichtige Zwischenprodukte in natürlichen Prozessen. Wir können freie Radikale durch einen hochgestellten Punkt rechts kennzeichnen. Zum Beispiel H, Cl, HO, H3C
Abbildung 01: Das Hydroxyl-Radikal
Langlebige freie Radikale werden in drei Kategorien eingeteilt: stabile Radikale, persistente Radikale und Di-Radikale.
- Stabile Radikale: Das Hauptbeispiel eines stabilen Radikals ist molekularer Sauerstoff O2. Organische Radikale mit konjugiertem π-System können langlebig sein.
- Persistente Radikale: Sie sind aufgrund der sterischen Überfüllung um das Radikalzentrum langlebig und machen es ihnen physikalisch schwer, mit einem anderen Molekül zu reagieren.
- Di-Radikale: Einige Moleküle haben zwei Radikalzentren, wir nennen sie Di-Radikale. Molekularer Sauerstoff (Luftsauerstoff) existiert natürlich als Diradikal.
Was ist Ion?
Ionen können entstehen, wenn eine chemische Spezies bei chemischen Reaktionen Elektronen gewinnt oder verliert; sie haben eine positive (+) oder negative (-) Ladung. Diese erh alten eine negative Ladung, indem sie ein Elektron aufnehmen, und eine positive Ladung, indem sie Elektronen an ein Elektronenmangelmolekül oder ein Element abgeben. Das Aufnehmen oder Abgeben von Elektronen wirkt sich direkt auf die Größe des Ions aus; es verändert die Molekülgröße dramatisch. Als „neutral“bezeichnen wir ein Atom oder eine Gruppe von Atomen ohne negative oder positive Ladung; Um ein neutrales Atom oder Molekül zu werden, muss die Anzahl der Protonen gleich der Anzahl der Elektronen sein.
Abbildung 02: Bildung von Kationen und Anionen
Daher gibt es zwei Formen von Ionen wie folgt.
- Kationen oder (+) Ionen – oft fallen Metalle unter diese Kategorie, da Metalle Elektronen abgeben, um positiv (+) geladen zu werden (Na+, Ba2 +, Ca2+, Al3+)
- Anionen (-) Ionen – häufig fallen Nichtmetalle unter diese Kategorie, da Nichtmetalle Elektronen gewinnen, um negativ (-) geladen zu werden (Cl–, S2- , O2-, Br–)
Was ist der Unterschied zwischen freien Radikalen und Ionen?
Der Hauptunterschied zwischen freien Radikalen und Ionen besteht darin, dass die freien Radikale ein oder mehrere ungepaarte Elektronen haben, Ionen jedoch gepaarte Elektronen haben. Daher sind freie Radikale sehr instabil, während Ionen relativ stabil sind. Daher ist dies auch ein signifikanter Unterschied zwischen freien Radikalen und Ionen. Radikale können jedoch alleine existieren, während die meisten Ionen mit entgegengesetzt geladenen Ionen kombiniert sind. Wenn man mehr über ihre Stabilität nachdenkt, werden freie Radikale stabil, indem sie Elektronen aufnehmen, aber Ionen sind stabil, wenn sie Komplexe mit entgegengesetzt geladenen Verbindungen bilden.
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen freien Radikalen und Ionen besteht darin, dass die Ionen immer eine Ladung tragen, aber freie Radikale keine geladenen Spezies sind, selbst wenn sie ungepaarte Elektronen haben. Dieser Unterschied entsteht, weil bei einem Ion die Gesamtzahl der Elektronen immer nicht gleich der Zahl der Protonen im Kern ist, während bei einem freien Radikal die Zahl der Elektronen gleich der Zahl der Protonen ist.
Die folgende Infografik enthält weitere Details zum Unterschied zwischen freien Radikalen und Ionen.
Zusammenfassung – Freie Radikale vs. Ion
Wir können beide Begriffe, freie Radikale und Ionen, beschreiben, indem wir die Anzahl der Elektronen verwenden, die zu einer bestimmten Spezies gehören. Hier besteht der bedeutendste Unterschied zwischen freien Radikalen und Ionen darin, dass die freien Radikale ungepaarte Elektronen haben, Ionen jedoch gepaarte Elektronen. Daher sind freie Radikale reaktiver. Andererseits werden Ionen chemisch stabil, indem sie Verbindungen mit entgegengesetzt geladenen Ionen/Molekülen bilden.
