Ο προσδιορισμός της φόρτισης ενός ατόμου είναι εύκολος στις περισσότερες περιπτώσεις, αλλά όχι σε όλες. Τα άτομα συγκρατούνται από τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μεταξύ των πρωτονίων στον πυρήνα και των ηλεκτρονίων που τον περιβάλλουν, και αυτό σημαίνει ότι τις περισσότερες φορές δεν υπάρχουν πραγματικά πολλά να ασκηθούν.
Αλλά όταν τα στοιχεία χάνουν ή κερδίζουν ένα ηλεκτρόνιο (ή περισσότερα από ένα) και γίνονται ιόντα, τα πράγματα γίνονται λίγο πιο περίπλοκα και πρέπει να συμβουλευτείτε έναν περιοδικό πίνακα για να μάθετε ποια είναι η χρέωση.
Η χρέωση των στοιχείων
Στις τυπικές μορφές τους, τα στοιχεία έχουν χωρίς καθαρή χρέωση. Ο αριθμός των θετικά φορτισμένων πρωτονίων εξισορροπείται απόλυτα με τον αριθμό των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων και τα φορτία σε καθένα είναι αντίθετα αλλά με ίσο μέγεθος.
Αυτό έχει νόημα ως η «φυσική» κατάσταση ενός ατόμου, επειδή εάν είχαν καθαρό φορτίο, θα ήταν πολύ πιο αντιδραστικό και πιθανότατα δεν θα παραμείνει στην ίδια κατάσταση για πολύ καιρό πριν να αλληλεπιδράσει κάτι. Έτσι, στις περισσότερες περιπτώσεις, το φορτίο ενός ατόμου είναι το ίδιο: μηδέν.
Κατανόηση των ιόντων
Τα ιόντα είναι το όνομα των ατόμων που έχουν κερδίσει ή χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, αφήνοντάς τα με καθαρό φορτίο. Για άτομα που χάνουν ένα ηλεκτρόνιο, κερδίζουν ένα θετικό φορτίο και γίνονται κατιόντα.
Για άτομα που κερδίζουν ένα ηλεκτρόνιο, παίρνουν ένα καθαρό αρνητικό φορτίο και γίνονται ανιόντα. Αυτά είναι απλά ονόματα για τα θετικά και αρνητικά φορτισμένα ιόντα, για να τα διακρίνουν από ουδέτερα άτομα και το ένα από το άλλο.
Το σημαντικό πράγμα που πρέπει να καταλάβετε για τα ιόντα είναι ότι είναι οι μόνοι τύποι ατόμων με α καθαρή χρέωση. Για ευκολία, οι χημικοί (και οι επιστήμονες γενικά στις περισσότερες περιπτώσεις) παίρνουν το φορτίο ενός ηλεκτρονίου να είναι −1, ενώ ένα πρωτόνιο έχει μια φόρτιση +1.
Πραγματικά αυτά είναι πολύ συγκεκριμένα ποσά, ± 1,602 × 10-19 coulombs, αλλά η εργασία με μικρές ποσότητες όπως αυτή είναι σπάνια απαραίτητη. Για τους περισσότερους υπολογισμούς, το αντιμετωπίζετε ως «μονάδα» φόρτισης (μερικές φορές δίνεται το σύμβολο μι) και όλα είναι πολύ πιο απλά.
Περιοδικές χρεώσεις πίνακα για τα ιόντα
Η θέση ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα (βλ. Πόροι) σας λέει τον τύπο των ιόντων που θα σχηματίσει, με το στοιχεία στα δεξιά σχηματίζουν ανιόντα (αρνητικό φορτίο) και εκείνα που βρίσκονται στα αριστερά σχηματίζοντας κατιόντα (θετικά χρέωση).
Αυτό συμβαίνει επειδή ο περιοδικός πίνακας είναι διατεταγμένος σύμφωνα με τον αριθμό ηλεκτρονίων στο εξώτατο «κέλυφος» ενός ατόμου, και τα ιόντα σχηματίζονται με άτομα είτε χάνουν είτε αποκτούν ηλεκτρόνια έτσι ώστε τα εξωτερικά τους κελύφη να είναι γεμάτα. Κάθε «ομάδα» του περιοδικού πίνακα σχετίζεται με διαφορετικό φορτίο ιόντων.
Οι πρώτες δύο ομάδες έχουν στοιχεία με μόνο ένα ή δύο ηλεκτρόνια στα εξωτερικά τους κελύφη, ομάδα 1 και 2 αντίστοιχα. Αυτά χάνουν τα ηλεκτρόνια για να αποκτήσουν ένα φορτίο +1 ή +2, και τα στοιχεία της ομάδας 13 έχουν τρία ηλεκτρόνια στο εξωτερικό τους κέλυφος και σχηματίζουν ιόντα με ένα φορτίο +3.
Τα στοιχεία της ομάδας 14 έχουν τέσσερα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά τους κελύφη, και συνήθως συνδέονται ομοιοπολικά, αλλά θα κερδίσουν ένα φορτίο +4 εάν σχηματίζουν ένα ιόν. Οι ομάδες 15, 16 και 17 έχουν 5, 6 και 7 ηλεκτρόνια στα εξωτερικά τους κελύφη και κερδίζουν ηλεκτρόνια για να λάβουν ιοντικά φορτία −3, −2 και −1, αντίστοιχα.
Τα άλλα στοιχεία (από τις μεσαίες ομάδες του πίνακα) δεν είναι τόσο εύκολο να ταξινομηθούν, επειδή οι ηλεκτρονικές δομές τους διαφέρουν με λίγο πιο περίπλοκο τρόπο.
Ωστόσο, για παράδειγμα, το ασήμι μπορεί να σχηματίσει ένα ιόν με φορτίο +1, ενώ ο ψευδάργυρος και το κάδμιο μπορούν να αποκτήσουν φορτίο +2. Για να μάθετε εάν ένα άτομο σε αυτές τις ομάδες σχηματίζει ιόντα γενικότερα και καθορίζει τις χρεώσεις του, το καλύτερο που μπορείτε να κάνετε είναι να αναζητήσετε απευθείας το στοιχείο που σας ενδιαφέρει.
