Atomer er byggestenene i det univers, du ser omkring dig. De er elektrisk neutrale, og det er en god ting for livsformer som os. Hvis atomer ikke var neutrale, ville de være ustabile, og vi ville sandsynligvis ikke være her. Hvorfor er atomer neutrale elektrisk? Svaret er simpelt: Deres negativt ladede komponenter (elektroner) er fuldstændigt afbalanceret med deres positivt ladede komponenter (protoner). At forstå dette introducerer dig til nøgleideer til enhver spirende videnskabsmand og danner også en bro til andre emner som eksistensen af ikke-neutrale ioner.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Atomer er elektrisk neutrale, fordi de indeholder lige store mængder positivt ladede protoner og negativt ladede elektroner. Elektroner og protoner har lige, men modsatte ladninger, så resultatet er ingen nettoladning.
Ioner er atomer, der har fået eller mistet elektroner. Som et resultat har ioner en nettoladning.
Protoner, elektroner og neutroner
Tre vigtige partikler udgør atomer, og hver har en anden ladning. Kernen indeholder protoner og neutroner, og elektronerne optager en ”sky” udefra. Neutroner har ingen elektrisk ladning, som deres navn antyder. Protoner og elektroner er begge opladede, men modsat. Protoner har en positiv ladning på 1,6 × 10
−19 coulombs og elektroner har en negativ ladning på -1,6 × 10−19 coulombs. Hver proton bærer den samme positive ladning, og hver elektron bærer det modsatte, så i mange tilfælde siger forskere bare +1 for protoner og -1 for elektroner.Elementerne er elektrisk neutrale
De kemiske grundstoffer defineres mest simpelt af antallet af protoner, de har. Dette kaldes deres atomnummer, og det periodiske system er en sekventiel liste over grundstoffer med stigende atomnummer. Brint har et atomnummer på et (hvilket betyder en proton), helium har to, lithium har tre og så videre. Hvert element har det samme antal elektroner, der kredser om den centrale kerne. Den negative ladning fra elektronerne annullerer den positive ladning fra protonerne, så når du overvejer det hele, er disse atomer alle elektrisk neutrale.
Neutroner sidder også med protoner i kernerne i de fleste elementer, men da de ikke er ladede, har de ikke en rolle at spille i, hvorfor atomer er elektrisk neutrale. Nogle elementer findes i mere end en form med forskellige antal neutroner som forskellige isotoper, men dette påvirker deres stabilitet, når det kommer til radioaktivt henfald snarere end deres ladning.
Ioner: Undtagelsen fra reglen
Selvom alle atomer normalt er elektrisk neutrale, er der nogle vigtige undtagelser. Hvis et atom mister en elektron, overgår protonerne elektronerne, og der er en nettoladning på +1. Nogle elementer får en elektron og derved et overskud af negativ ladning, hvilket giver dem en nettoladning på -1.
Disse kaldes ioner, en "kation" for positivt ladet ion og en "anion" for negativt ladede ioner. Selvom dette betyder, at de er mindre elektrisk stabile og vil tiltrække modsat ladede ioner, er visse elementer tilbøjelige til at opføre sig dette måde, fordi deres yderste elektronskal enten er en eller to elektroner væk fra at være "fulde" eller bare en eller to elektroner til en ny skal.