Aatomit võib pidada ebastabiilseks kahel viisil. Kui see võtab elektroni kätte või kaotab selle, muutub see elektriliselt laetud ja väga reaktiivseks. Sellised elektriliselt laetud aatomid on tuntud kui ioonid. Ebastabiilsus võib tekkida ka tuumas, kui prootonite ja neutronite arv on tasakaalust väljas. Tasakaalu saavutamiseks eraldab aatom kiirguse kujul osakesi, kuni tuum on stabiilne. Väidetavalt on sellised ebastabiilsed aatomid radioaktiivne.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Ioonid on elektriliselt ebastabiilsed ja moodustavad kiiresti keemilisi sidemeid. Ebastabiilsete tuumadega aatomid kiirgavad kiirgust, kuni tuumad muutuvad stabiilseks.
Mis on stabiilne aatom?
Ebastabiilsete aatomite paremaks mõistmiseks aitab see mõista stabiilsust. Tuntud planeedimudelis koosneb aatom raskete positiivselt laetud osakeste tuumast, mida nimetatakse prootoniteks, ja elektriliselt neutraalsetest, mida nimetatakse neutroniteks. Tuuma tiirlemine on kergemate negatiivselt laetud elektronide pilv. Prootonitel ja elektronidel on võrdsed ja vastupidised laengud.
Kui aatom on stabiilne, on selle neto elektrilaeng 0, mis tähendab, et prootonite arv võrdub elektronide arvuga. Tuum on tasakaalus ka selle poolest, et prootonite arv võrdub neutronite arvuga. Selline aatom pole inertne. See võib ikkagi koos teistega moodustada keemilisi ühendeid ja selle kalduvus seda teha sõltub selle valentselektronide arvust või nendest elektronidest, mida saab jagada teiste aatomitega.
Kui aatomist saab ioon
Kui aatom kaotab või saab elektroni, saab sellest ioon. Kui see saab elektroni, on see katioon ja kui kaotab ühe, on see anioon. See juhtub kõige sagedamini keemilistes reaktsioonides, kus aatomid jagavad elektrone, moodustades stabiilse 8-välise kesta. Näiteks koosneb veemolekul kahest vesinikuaatomist ja hapnikuaatomist. Kumbki vesinikuaatom annab oma ühe elektroni positiivselt laetud ioonideks, samal ajal kui hapniku aatom aktsepteerib neid negatiivselt laetud. Kombinatsioon moodustab väga stabiilse, kui elektriliselt kergelt polaarse molekuli.
Vabad ioonid võivad esineda lahuses või materjalides, mis alluvad elektriväljale. Kui need lahuses eksisteerivad, saab lahusest elektrolüüt, mis on võimeline juhtima elektrit. Oma elektrilaengu tõttu on ioonidel suurem kalduvus ühendada ja ühendeid moodustada kui elektriliselt neutraalsetel aatomitel.
Tuuma ebastabiilsus või radioaktiivsus
Kui aatomituumas on prootoneid või neutroneid liiga palju, viskab see tasakaalustatud oleku saavutamiseks need ära. Tuuma koos hoidva jõu tugevuse tõttu on ebastabiilsetest tuumadest väljuvad osakesed, mida nimetatakse radionukliidideks, väga energilised. Need tuumad võivad eralduda alfakiired, mis koosnevad prootonitest ja neutronitest; beetakiired, mis on negatiivselt või positiivselt laetud elektronid; ja gammakiired, mis on suure energiaga footonid.
Kui radionukliid kaotab neutroni, saab sellest sama elemendi erinev isotoop, prootoni kaotades aga hoopis teine element. Aatom kiirgab jätkuvalt radioaktiivset kiirgust, kuni saavutab stabiilse arvu prootoneid ja neutroneid. Aega, mis kulub poolel konkreetsest isotoopist antud proovist stabiilseks lagunemiseks, nimetatakse selle ajaks pool elu. Poolväärtusajad võivad varieeruda sekundi murdosadest polooniumi-215 korral kuni miljardite aastateni uraani-238 korral.