تحديد شحنة الذرة أمر سهل في معظم الحالات ولكن ليس كلها. تتماسك الذرات معًا بواسطة القوى الكهرومغناطيسية بين البروتونات في النواة والإلكترونات المحيطة بها ، وهذا يعني أنه في معظم الأوقات لا يوجد الكثير للعمل.
ولكن عندما تفقد العناصر أو تكسب إلكترونًا (أو أكثر من إلكترون واحد) وتصبح الأيونات، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا بعض الشيء وعليك الرجوع إلى جدول دوري لمعرفة ما هي الرسوم التي يحتمل أن تكون.
شحنة العناصر
في أشكالها القياسية ، العناصر لها لا توجد رسوم صافية. عدد البروتونات موجبة الشحنة متوازنة تمامًا مع عدد الإلكترونات سالبة الشحنة ، والشحنات على كل منها متقابلة ولكن بنفس القدر.
هذا منطقي باعتباره الحالة "الطبيعية" للذرة لأنها إذا كانت تحمل شحنة صافية ، فستكون كثيرًا أكثر تفاعلية ومن المحتمل ألا تظل في نفس الحالة لفترة طويلة جدًا قبل التفاعل معها شيئا ما. لذلك في معظم الحالات ، تكون شحنة الذرة هي نفسها: صفر.
فهم الأيونات
الأيونات هي اسم الذرات التي اكتسبت أو فقدت إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، مما يتركها بشحنة صافية. بالنسبة للذرات التي تفقد إلكترونًا ، فإنها تكتسب شحنة موجبة وتصبح كاتيونات.
بالنسبة للذرات التي تكتسب إلكترونًا ، فإنها تأخذ شحنة سالبة صافية وتصبح أنيونات. هذه مجرد أسماء للأيونات الموجبة والسالبة الشحنة ، للمساعدة في تمييزها عن الذرات المحايدة وعن بعضها البعض.
الشيء المهم الذي يجب فهمه عن الأيونات هو أنها الأنواع الوحيدة من الذرة التي تحتوي على صافي الشحنة. للراحة ، يأخذ الكيميائيون (والعلماء بشكل عام في معظم الحالات) مسئولية الإلكترون لتكون −1 ، بينما يكون للبروتون شحنة +1.
حقًا هذه كميات شحن محددة جدًا ، ± 1.602 × 10-19 كولوم ، ولكن نادرًا ما يكون العمل بكميات صغيرة كهذه ضروريًا. بالنسبة لمعظم العمليات الحسابية ، فإنك تتعامل مع هذا على أنه "وحدة" شحنة (يتم الإشارة إليها أحيانًا بالرمز ه) وكل شيء أبسط من ذلك بكثير.
رسوم الجدول الدوري للأيونات
يخبرك موضع عنصر في الجدول الدوري (انظر الموارد) بنوع الأيونات التي سيشكلها ، مع العناصر الموجودة على اليمين تشكل الأنيونات (شحنة سالبة) وتلك الموجودة في اليسار لتشكيل الكاتيونات (موجبة الشحنة).
هذا لأن الجدول الدوري مُرتَّب وفقًا لعدد الإلكترونات في "الغلاف" الخارجي من ذرة ، وتتكون الأيونات مع ذرات إما تفقد أو تكتسب إلكترونات بحيث تمتلئ أغلفةها الخارجية. ترتبط كل "مجموعة" من الجدول الدوري بشحنة أيونية مختلفة.
تحتوي المجموعتان الأوليان على عناصر بها إلكترون واحد أو إلكترونان فقط في غلافهما الخارجي ، المجموعة 1 و 2 على التوالي. تفقد هذه الإلكترونات لتكتسب شحنة +1 أو +2 ، وتحتوي عناصر المجموعة 13 على ثلاثة إلكترونات في غلافها الخارجي وتشكل أيونات بشحنة +3.
تحتوي عناصر المجموعة 14 على أربعة إلكترونات في غلافها الخارجي ، وعادة ما ترتبط تساهميًا ، لكنها ستكتسب شحنة +4 إذا شكلت أيونًا. المجموعات 15 و 16 و 17 تحتوي على 5 و 6 و 7 إلكترونات في غلافها الخارجي وتكتسب إلكترونات للحصول على شحنات أيونية −3 و 2 و 1 على التوالي.
العناصر الأخرى (من المجموعات الوسطى في الجدول) ليس من السهل تصنيفها لأن هياكلها الإلكترونية تختلف بطريقة أكثر تعقيدًا بعض الشيء.
ومع ذلك ، على سبيل المثال ، يمكن أن تشكل الفضة أيونًا بشحنة +1 ، بينما يمكن أن يكتسب الزنك والكادميوم شحنة +2. لمعرفة ما إذا كانت الذرة في هذه المجموعات تشكل أيونات بشكل عام وتحديد شحنتها ، فإن أفضل شيء يمكنك فعله هو البحث مباشرةً عن العنصر الذي تهتم به.
