Атомите са градивните елементи на Вселената, които виждате около себе си. Те са електрически неутрални и това е нещо добро за форми на живот като нас. Ако атомите не бяха неутрални, щяха да бъдат нестабилни и вероятно нямаше да сме тук. Защо атомите са неутрални електрически? Отговорът е прост: Техните отрицателно заредени компоненти (електрони) са напълно балансирани с техните положително заредени компоненти (протони). Разбирането на това ви запознава с ключови идеи за всеки начинаещ учен и също така формира мост към други теми като съществуването на не неутрални йони.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Атомите са електрически неутрални, тъй като съдържат еднакви количества положително заредени протони и отрицателно заредени електрони. Електроните и протоните имат равни, но противоположни заряди, така че резултатът е нетен заряд.
Йони са атоми, които са придобили или загубили електрони. В резултат на това йоните имат нетен заряд.
Протони, електрони и неутрони
Три важни частици изграждат атоми и всяка има различен заряд. Ядрото съдържа протоните и неутроните, а електроните заемат „облак“ около външната страна. Неутроните нямат електрически заряд, както подсказва името им. Протоните и електроните са заредени, но обратно. Протоните имат положителен заряд 1,6 × 10
−19 кулони и електроните имат отрицателен заряд от -1,6 × 10−19 кулони. Всеки протон носи същия положителен заряд, а всеки електрон носи обратното, така че в много случаи учените просто казват +1 за протони и -1 за електрони.Елементите са електрически неутрални
Химичните елементи се определят най-просто от броя на протоните, които имат. Това се нарича техен атомен номер, а периодичната таблица е последователен списък с елементи с нарастващи атомни числа. Водородът има атомен номер едно (което означава един протон), хелийът има два, литийът има три и т.н. Всеки елемент има еднакъв брой електрони, които обикалят около централното ядро. Отрицателният заряд от електроните отменя положителния заряд от протоните, така че когато вземете предвид цялото нещо, всички тези атоми са електрически неутрални.
Неутроните също седят с протони в ядрата на повечето елементи, но тъй като те не са заредени, те нямат роля за това защо атомите са електрически неутрални. Някои елементи съществуват в повече от една форма с различен брой неутрони като различни изотопи, но това засяга тяхната стабилност, когато става въпрос за радиоактивен разпад, а не за техния заряд.
Йони: Изключение от правилото
Въпреки че обикновено всички атоми са електрически неутрални, има някои важни изключения. Ако атом загуби електрон, тогава протоните са повече от електроните и има нетен заряд от +1. Някои елементи получават електрон и по този начин излишък от отрицателен заряд, което им дава нетен заряд от -1.
Те се наричат йони, „катион“ за положително заредения йон и „анион“ за отрицателно заредени йони. Въпреки че това означава, че те са по-малко електрически стабилни и ще привличат противоположно заредени йони, някои елементи са склонни да се държат така начин, тъй като най-външната им електронна обвивка е или един или два електрона далеч от „пълното“, или само един или два електрона в нов черупка.