Определянето на заряда на атома е лесно в повечето случаи, но не всички. Атомите се държат заедно от електромагнитните сили между протоните в ядрото и заобикалящите го електрони, а това означава, че през повечето време всъщност няма много какво да се работи.
Но когато елементите загубят или спечелят електрон (или повече от един) и станат йони, нещата стават малко по-сложни и трябва да се консултирате с периодичната таблица, за да разберете каква ще бъде таксата.
Зарядът на елементите
В стандартните си форми елементите имат без нетна такса. Броят на положително заредените протони е напълно балансиран от броя на отрицателно заредените електрони и зарядите на всеки са противоположни, но с еднаква величина.
Това има смисъл като „естествено“ състояние на атома, защото ако те държат нетен заряд, те биха били много по-реактивни и вероятно няма да останат в същото състояние много дълго, преди да взаимодействат нещо. Така че в повечето случаи зарядът на атома е еднакъв: нула.
Разбиране на йоните
Йони са името на атоми, които са спечелили или загубили един или повече електрони, оставяйки ги с нетен заряд. За атомите, които губят електрон, те получават положителен заряд и се превръщат в катиони.
За атомите, които печелят електрон, те приемат нетен отрицателен заряд и се превръщат в аниони. Това са само имена на положителните и отрицателно заредените йони, за да ги разграничат от неутралните атоми и един от друг.
Важното нещо, което трябва да разберете за йоните, е, че те са единствените видове атоми с a нетна такса. За удобство химиците (и учените като цяло в повечето случаи) приемат заряда на електрон като -1, докато протонът има заряд +1.
Наистина това са много специфични количества заряд, ± 1.602 × 10-19 кулони, но работата с малки количества като това рядко е необходима. За повечето изчисления вие третирате това като „единица“ на зареждане (понякога като символ д) и всичко е много по-просто.
Такси за периодичната таблица за йони
Позицията на елемент в периодичната таблица (вж. Ресурси) ви казва вида йони, които ще образува, с елементи вдясно образуващи аниони (отрицателен заряд) и тези по-наляво в образуващи катиони (положителен зареждане).
Това е така, защото периодичната таблица е подредена според броя на електроните в най-външната „обвивка“ на атом и йони се образуват с атоми или губят, или придобиват електрони, така че външните им обвивки са пълни. Всяка „група” от периодичната таблица е свързана с различен йонен заряд.
Първите две групи имат елементи само с един или два електрона във външните си черупки, съответно група 1 и 2. Те губят електрони, за да получат заряд от +1 или +2, а елементите от група 13 имат три електрона във външната си обвивка и образуват йони с +3 заряд.
Елементите от група 14 имат четири електрона във външните си черупки и обикновено се свързват ковалентно, но те биха спечелили +4 заряд, ако образуват йон. Групи 15, 16 и 17 имат 5, 6 и 7 електрона във външните си черупки и печелят електрони, за да получат йонни заряди съответно от –3, –2 и –1.
Останалите елементи (от средните групи на таблицата) не са толкова лесни за класифициране, защото техните електронни структури се различават по малко по-сложен начин.
Например, среброто може да образува йон с +1 заряд, докато цинкът и кадмият могат да получат +2 заряд. За да разберете дали атом от тези групи по-общо образува йони и да определи техните заряди, най-доброто нещо, което трябва да направите, е директно да потърсите елемента, който ви интересува.