Atomer har et ønske om at miste eller få en elektron for at være stabil. Når de først har fået eller mistet nogle elektroner, har de ladning forbundet med dem, da deres elektron- og protontal ikke længere balancerer. Men hvad bestemmer hvad der sker med de elektroner, et atom har? Det hele har at gøre med antallet af elektroner i et valens skal.
Hvor mange elektroner har et atom?
For at finde ud af, hvor mange elektroner et atom har, skal du blot se på atomnummeret. Antallet af elektroner = atomnummeret. Klor har for eksempel et atomnummer på 17. Det betyder, at den har 17 elektroner.
Hvorvidt klor mister eller vinder elektroner eller ikke, afhænger af, hvordan disse 17 elektroner er konfigureret omkring kernen.
Elektronkonfiguration
Tabet eller gevinsten af elektroner finder sted for at gøre et atom mere stabilt. Så snart denne proces opstår, kaldes den ikke længere et atom, men et ion.
Du kan tænke på, at elektroner bestilles i ringe omkring kernen i et atom. Den første ring skal indeholde to elektroner for at være fulde. Den næste skal indeholde otte. Generelt, når valensskallen er fuld, er atomet lykkeligt. Det ønsker hverken at vinde eller miste en elektron.
Hvad er et atoms valensskal?
Det valensskal er den yderste skal af elektroner, der omgiver et atom. Antallet af elektroner i denne skal er vigtigt for at bestemme, hvordan atomet vil reagere, og hvad ladningen af ionen kan blive.
Mange af de elementer, du ofte tænker på i biologi og kemiklasse, har brug for otte elektroner i deres valensskal for at være stabile. Dette kaldes oktetregel.
Sig, at du ved, at et atom har 10 elektroner (kan du finde ud af, hvilket element dette er?). Hvor mange ville være i valensskallen? Først fjerner du to fra 10, da den første ring har 2 valg. Dette efterlader otte elektroner. Det betyder, at der i valensskallen er otte elektroner, og at valensskallen er fuld.
Hvis valensskallen er fuld, sker der intet. Atomet vil ikke ionisere. Som et resultat vil der ikke være nogen afgift på atomet.
I dette eksempel har du neon (fandt du ud af, at det var neon?). Neon har en fuld valensskal og har derfor ingen afgift. Så hvad sker der, når valensskallen ikke er fuld?
At blive en ion
Atomer vil have en fuld valensskal, og de vil gøre det så let som muligt.
Se for eksempel på klor igen. Den har 17 elektroner. Hvor mange er der i valensen? De første to niveauer vil være fulde med 10 elektroner. Det betyder, at der er syv elektroner tilbage i valensskallen. Dette betyder, at klor ønsker at få en elektron for at have en komplet valensskal. Når det først får den ene elektron, hvad sker der med opladningen?
Til at begynde med er elektronerne og protonerne afbalancerede. Klor har 17 elektroner (en ladning på -17) og 17 protoner (en ladning på +17), så den samlede ladning er nul. Når kloren først har fået en elektron, bliver summen lige -1, da der nu er 18 elektroner og stadig 17 protoner. Som et resultat er klor en negativ ladet ion. Det er skrevet som: Cl-.
Negativt ladede ioner kaldes anioner. Hvad med positivt ladede ioner? De kaldes kationer. Se på dette eksempel på, hvordan en kation dannes:
Magnesium er atomnummer 12. Det betyder, at den har 12 elektroner og 12 protoner. Hvordan konfigureres valget nu, og hvor mange elektroner er der i valensskallen?
De første to skaller er fulde, den første med to elektroner og den anden med otte. Alt der er tilbage er to elektroner i valensskallen. Nu kunne atomerne få seks elektroner til at gøre det til otte for en fuld skal, eller det kunne miste to for at gøre det til en fuld skal. Den anden måde er meget lettere. Som et resultat mister magnesium to elektroner.
Efter at have mistet to elektroner bliver ladningen på atomet +2, da der nu er 10 elektroner (-10) og 12 protoner (+12). Det er skrevet som: Mg2+.
Ion Charge og det periodiske system
Der er en tendens til iondannelse i det periodiske system. Grupper 1, 2, 13 og 14 har tendens til at blive positivt ladede. Dette betyder, at de hellere vil miste nogle elektroner for at komme til en komplet valensskal.
Grupper 15, 16 og 17 har tendens til at have en negativ ladning, fordi de hellere vil få elektroner for at komme til en komplet valensskal.
Endelig, i gruppe 18, er de ædle gasser. Disse elementer har allerede en komplet valensskal. Af denne grund er det usandsynligt, at de mister eller vinder en elektron, og de er ekstremt stabile.