Πώς να υπολογίσετε το φορτίο ενός ιόντος

Τα άτομα έχουν την επιθυμία να χάσουν ή να αποκτήσουν ένα ηλεκτρόνιο για να είναι σταθερά. Μόλις αποκτήσουν ή χάσουν κάποια ηλεκτρόνια, έχουν φορτίο που σχετίζεται με αυτά, καθώς οι αριθμοί ηλεκτρονίων και πρωτονίων τους δεν εξισορροπούνται πλέον. Αλλά τι καθορίζει τι συμβαίνει στα ηλεκτρόνια που έχει ένα άτομο; Όλα έχουν να κάνουν με τον αριθμό ηλεκτρονίων στο κέλυφος σθένους ενός ατόμου.

Για να βρείτε πόσα ηλεκτρόνια έχει ένα άτομο, απλώς κοιτάξτε τον ατομικό αριθμό. Ο αριθμός των ηλεκτρόνια = ο ατομικός αριθμός. Το χλώριο για παράδειγμα έχει ατομικό αριθμό 17. Αυτό σημαίνει ότι έχει 17 ηλεκτρόνια.

Το αν το χλώριο θα χάσει ή θα αποκτήσει ηλεκτρόνια εξαρτάται από το πώς αυτά τα 17 ηλεκτρόνια διαμορφώνονται γύρω από τον πυρήνα.

Η απώλεια ή η αύξηση των ηλεκτρονίων λαμβάνει χώρα προκειμένου να γίνει ένα άτομο πιο σταθερό. Μόλις πραγματοποιηθεί αυτή η διαδικασία, δεν ονομάζεται πλέον άτομο αλλά ένα ιόν.

Μπορείτε να σκεφτείτε ότι τα ηλεκτρόνια διατάσσονται σε δακτυλίους γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου. Ο πρώτος δακτύλιος πρέπει να περιέχει δύο ηλεκτρόνια για να είναι γεμάτα. Το επόμενο πρέπει να περιέχει οκτώ. Γενικά, όταν το κέλυφος σθένους είναι γεμάτο, το άτομο είναι ευτυχισμένο. Δεν θέλει ούτε να κερδίσει ούτε να χάσει ένα ηλεκτρόνιο.

ο κέλυφος σθένους είναι το εξώτατο κέλυφος των ηλεκτρονίων που περιβάλλουν ένα άτομο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε αυτό το κέλυφος είναι σημαντικός για τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο θα αντιδράσει το άτομο και ποιο θα μπορούσε να γίνει το φορτίο του ιόντος.

Πολλά από τα στοιχεία που σκέφτεστε συχνότερα στην κατηγορία βιολογίας και χημείας χρειάζονται οκτώ ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους για να είναι σταθερά. Αυτό αναφέρεται ως το κανόνας οκτάδας.

Ας πούμε ότι γνωρίζετε ότι κάποιο άτομο έχει 10 ηλεκτρόνια (μπορείτε να καταλάβετε ποιο στοιχείο είναι αυτό;). Πόσα θα ήταν στο κέλυφος σθένους; Πρώτα παίρνεις δύο από τα 10 αφού ο πρώτος δακτύλιος έχει 2 εκλογές. Αυτό αφήνει οκτώ ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι στο κέλυφος σθένους υπάρχουν οκτώ ηλεκτρόνια και ότι το κέλυφος σθένους είναι γεμάτο.

Εάν το κέλυφος σθένους είναι γεμάτο, τότε δεν θα συμβεί τίποτα. Το άτομο δεν θα ιονιστεί. Ως αποτέλεσμα δεν θα υπάρχει καμία επιβάρυνση στο άτομο.

Σε αυτό το παράδειγμα, έχετε νέον (καταλάβατε ότι ήταν νέον;). Το Neon έχει ένα πλήρες κέλυφος σθένους και επομένως δεν έχει φορτίο. Τι συμβαίνει λοιπόν όταν το κέλυφος σθένους δεν είναι γεμάτο;

Τα άτομα θέλουν να έχουν ένα πλήρες κέλυφος σθένους και θέλουν να το κάνουν όσο πιο εύκολα γίνεται.

Για παράδειγμα, ρίξτε μια ματιά ξανά στο χλώριο. Έχει 17 ηλεκτρόνια. Πόσα είναι στο σθένος; Τα δύο πρώτα επίπεδα θα είναι γεμάτα με 10 ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν επτά ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους. Αυτό σημαίνει ότι το χλώριο θέλει να αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο για να έχει ένα πλήρες κέλυφος σθένους. Μόλις κερδίσει το ένα ηλεκτρόνιο τι συμβαίνει με τη φόρτιση;

Κατ 'αρχάς, τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια είναι ισορροπημένα. Το χλώριο έχει 17 ηλεκτρόνια (ένα φορτίο -17) και 17 πρωτόνια (ένα φορτίο +17), επομένως το συνολικό φορτίο είναι μηδέν. Μόλις το χλώριο κερδίσει ένα ηλεκτρόνιο, ωστόσο, το σύνολο μόλις -1, καθώς υπάρχουν τώρα 18 ηλεκτρόνια και ακόμη 17 πρωτόνια. Ως αποτέλεσμα το χλώριο είναι ένα αρνητικό φορτισμένο ιόν. Είναι γραμμένο ως: Cl^-.

Καλούνται αρνητικά φορτισμένα ιόντα ανιόντα. Τι γίνεται με τα θετικά φορτισμένα ιόντα; Καλούνται κατιόντα. Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το παράδειγμα του πώς σχηματίζεται ένα κατιόν:

Το μαγνήσιο είναι ατομικός αριθμός 12. Αυτό σημαίνει ότι έχει 12 ηλεκτρόνια και 12 πρωτόνια. Τώρα, πώς διαμορφώνονται οι εκλογές και πόσα ηλεκτρόνια βρίσκονται στο κέλυφος σθένους;

Τα πρώτα δύο κελύφη είναι γεμάτα, το πρώτο με δύο ηλεκτρόνια και το δεύτερο με οκτώ. Το μόνο που μένει είναι δύο ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους. Τώρα, τα άτομα θα μπορούσαν να κερδίσουν έξι ηλεκτρόνια για να φτάσουν σε οκτώ για ένα πλήρες κέλυφος ή θα μπορούσαν να χάσουν δύο για να φτάσουν σε ένα πλήρες κέλυφος. Ο δεύτερος τρόπος είναι πολύ πιο εύκολος. Ως αποτέλεσμα, το μαγνήσιο χάνει δύο ηλεκτρόνια.

Αφού χάσει δύο ηλεκτρόνια, το φορτίο στο άτομο γίνεται +2 αφού τώρα υπάρχουν 10 ηλεκτρόνια (-10) και 12 πρωτόνια (+12). Είναι γραμμένο ως: Mg²⁺.

Υπάρχει μια τάση σχηματισμού ιόντων στον περιοδικό πίνακα. Οι ομάδες 1, 2, 13 και 14 τείνουν να φορτίζονται θετικά. Αυτό σημαίνει ότι θα προτιμούσαν να χάσουν μερικά ηλεκτρόνια για να φτάσουν σε ένα πλήρες κέλυφος σθένους.

Οι ομάδες 15, 16 και 17 τείνουν να έχουν αρνητικό φορτίο επειδή θα προτιμούσαν να αποκτήσουν ηλεκτρόνια για να φτάσουν σε ένα πλήρες κέλυφος σθένους.

Τέλος, στην ομάδα 18, είναι τα ευγενή αέρια. Αυτά τα στοιχεία έχουν ήδη ένα πλήρες κέλυφος σθένους. Για το λόγο αυτό, είναι απίθανο να χάσουν ή να αποκτήσουν ένα ηλεκτρόνιο και είναι εξαιρετικά σταθερά.