Die Bestimmung der Ladung eines Atoms ist in den meisten Fällen einfach, aber nicht in allen. Atome werden durch die elektromagnetischen Kräfte zwischen den Protonen im Kern und den ihn umgebenden Elektronen zusammengehalten, und das bedeutet, dass es meistens nicht viel zu tun gibt.
Aber wenn Elemente ein Elektron (oder mehr als eines) verlieren oder gewinnen und werden Ionen, die Dinge werden etwas komplizierter und Sie müssen ein Periodensystem konsultieren, um herauszufinden, wie hoch die Ladung sein wird.
Die Ladung der Elemente
In ihren Standardformen haben Elemente keine Nettogebühr. Die Anzahl der positiv geladenen Protonen wird durch die Anzahl der negativ geladenen Elektronen perfekt ausgeglichen, und die Ladungen auf jedem sind entgegengesetzt, aber gleich groß.
Dies ist als „natürlicher“ Zustand eines Atoms sinnvoll, denn wenn sie eine Nettoladung hätten, wären sie viel reaktiver und würden wahrscheinlich nicht lange im selben Zustand bleiben, bevor sie mit interact interagieren etwas. In den meisten Fällen ist die Ladung eines Atoms also gleich: Null.
Ionen verstehen
Ionen sind die Bezeichnung für Atome, die ein oder mehrere Elektronen aufgenommen oder verloren haben und ihnen eine Nettoladung hinterlassen. Atome, die ein Elektron verlieren, werden positiv geladen und werden zu Kationen.
Atome, die ein Elektron aufnehmen, nehmen eine negative Nettoladung an und werden zu Anionen. Dies sind nur Namen für die positiv und negativ geladenen Ionen, um sie von neutralen Atomen und voneinander zu unterscheiden.
Das Wichtigste über Ionen ist, dass sie die einzigen Atomtypen mit a. sind Nettogebühr. Der Einfachheit halber nehmen Chemiker (und Wissenschaftler im Allgemeinen in den meisten Fällen) die Ladung eines Elektrons mit −1 an, während ein Proton eine Ladung von +1 hat.
Dies sind wirklich sehr spezifische Ladungsmengen, ± 1,602 × 10-19 Coulomb, aber das Arbeiten mit so kleinen Mengen ist selten notwendig. Für die meisten Berechnungen behandeln Sie dies als „Einheit“ der Gebühr (manchmal mit dem Symbol e) und alles ist viel einfacher.
Periodensystemladungen für Ionen
Die Position eines Elements im Periodensystem (siehe Ressourcen) sagt Ihnen die Art der Ionen, die es bilden wird, mit dem Elemente rechts bilden Anionen (negative Ladung) und diejenigen weiter links bilden Kationen (positiv ( aufladen).
Dies liegt daran, dass das Periodensystem nach der Anzahl der Elektronen in der äußersten „Schale“ geordnet ist. eines Atoms, und Ionen werden mit Atomen gebildet, die entweder Elektronen verlieren oder aufnehmen, so dass ihre äußere Hülle voll ist. Jeder „Gruppe“ des Periodensystems ist eine andere Ionenladung zugeordnet.
Die ersten beiden Gruppen haben Elemente mit nur einem oder zwei Elektronen in ihrer äußeren Schale, Gruppe 1 bzw. 2. Diese verlieren Elektronen, um eine Ladung von +1 oder +2 zu gewinnen, und Elemente der Gruppe 13 haben drei Elektronen in ihrer äußeren Hülle und bilden Ionen mit einer Ladung von +3.
Elemente der Gruppe 14 haben vier Elektronen in ihren äußeren Schalen und binden normalerweise kovalent, aber sie würden eine Ladung von +4 gewinnen, wenn sie ein Ion bilden würden. Die Gruppen 15, 16 und 17 haben 5, 6 und 7 Elektronen in ihren äußeren Schalen und gewinnen Elektronen, um Ionenladungen von –3, –2 bzw. –1 zu erhalten.
Die anderen Elemente (aus den mittleren Gruppen der Tabelle) sind nicht so einfach einzuordnen, da ihre elektronischen Strukturen etwas komplizierter variieren.
Silber kann jedoch beispielsweise ein Ion mit einer Ladung von +1 bilden, während Zink und Cadmium eine Ladung von +2 erhalten können. Um allgemeiner herauszufinden, ob ein Atom in diesen Gruppen Ionen bildet und deren Ladungen bestimmen, suchen Sie am besten direkt nach dem Element, an dem Sie interessiert sind.