الذرات هي لبنات بناء الكون الذي تراه من حولك. إنها محايدة كهربائيًا ، وهذا شيء جيد لأشكال الحياة مثلنا. إذا لم تكن الذرات محايدة ، فإنها ستكون غير مستقرة ، وربما لن نكون هنا. لماذا الذرات متعادلة كهربائيا؟ الجواب بسيط: مكوناتها سالبة الشحنة (الإلكترونات) متوازنة تمامًا مع مكوناتها موجبة الشحنة (البروتونات). إن فهم هذا يقدم لك الأفكار الرئيسية لأي عالم ناشئ ويشكل أيضًا جسرًا إلى موضوعات أخرى مثل وجود الأيونات غير المحايدة.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
الذرات متعادلة كهربائيًا لأنها تحتوي على كميات متساوية من البروتونات الموجبة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة. الإلكترونات والبروتونات لها شحنة متساوية ولكن معاكسة ، وبالتالي فإن النتيجة ليست صافي الشحنة.
الأيونات هي ذرات اكتسبت أو فقدت إلكترونات. نتيجة لذلك ، فإن الأيونات لها شحنة صافية.
البروتونات والإلكترونات والنيوترونات
تتكون الذرات من ثلاث جسيمات مهمة ، ولكل منها شحنة مختلفة. تحتوي النواة على البروتونات والنيوترونات ، وتحتل الإلكترونات "سحابة" حول الخارج. لا تمتلك النيوترونات شحنة كهربائية ، كما يوحي اسمها. كل من البروتونات والإلكترونات مشحونة ولكن عكس ذلك. البروتونات لها شحنة موجبة 1.6 × 10
العناصر محايدة كهربائيا
يتم تعريف العناصر الكيميائية ببساطة من خلال عدد البروتونات الموجودة بها. هذا يسمى العدد الذري ، والجدول الدوري هو قائمة متسلسلة من العناصر ذات الأعداد الذرية المتزايدة. يحتوي الهيدروجين على عدد ذري واحد (أي بروتون واحد) ، والهيليوم له اثنان ، والليثيوم له ثلاثة وهكذا. كل عنصر له نفس عدد الإلكترونات التي تدور حول النواة المركزية. تلغي الشحنة السالبة من الإلكترونات الشحنة الموجبة من البروتونات ، لذلك عندما تفكر في الأمر برمته ، فإن هذه الذرات كلها متعادلة كهربائيًا.
تجلس النيوترونات مع البروتونات في نوى معظم العناصر أيضًا ، ولكن نظرًا لأنها غير مشحونة ، فليس لها دور تلعبه في سبب كون الذرات متعادلة كهربائيًا. توجد بعض العناصر في أكثر من شكل بأعداد مختلفة من النيوترونات كنظائر مختلفة ، لكن هذا يؤثر على استقرارها عندما يتعلق الأمر بالتحلل الإشعاعي بدلاً من شحنتها.
الأيونات: الاستثناء من القاعدة
على الرغم من أن جميع الذرات عادة ما تكون متعادلة كهربائيًا ، إلا أن هناك بعض الاستثناءات المهمة. إذا فقدت الذرة إلكترونًا ، فإن عدد البروتونات يفوق عدد الإلكترونات ، ويوجد صافي شحنة +1. تكتسب بعض العناصر إلكترونًا وبالتالي زيادة في الشحنة السالبة ، مما يمنحها شحنة صافية قدرها 1.
وتسمى هذه الأيونات ، "كاتيون" للأيونات موجبة الشحنة و "أنيون" للأيونات سالبة الشحنة. على الرغم من أن هذا يعني أنها أقل استقرارًا كهربائيًا وستجذب أيونات مشحونة معاكسة ، إلا أن بعض العناصر تميل إلى التصرف على هذا النحو لأن غلافها الإلكتروني الخارجي يكون إما إلكترونًا واحدًا أو إلكترونين بعيدًا عن كونه "ممتلئًا" أو إلكترونًا واحدًا أو إلكترونين في إلكترون جديد الصدف.