Aatomid on universumi ehituskivid, mida näete enda ümber. Nad on elektriliselt neutraalsed ja see on hea nagu meiesugustele eluvormidele. Kui aatomid poleks neutraalsed, oleksid nad ebastabiilsed ja meid poleks ilmselt siin. Miks on aatomid elektriliselt neutraalsed? Vastus on lihtne: nende negatiivselt laetud komponendid (elektronid) on täielikult tasakaalustatud positiivselt laetud komponentide (prootonitega). Selle mõistmine tutvustab teid kõigi algavate teadlaste põhiideedega ja moodustab silla ka muude teemadega, nagu näiteks neutraalsete ioonide olemasolu.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Aatomid on elektriliselt neutraalsed, kuna need sisaldavad võrdses koguses positiivselt laetud prootoneid ja negatiivselt laetud elektrone. Elektronidel ja prootonitel on võrdsed, kuid vastupidised laengud, mistõttu tulemuseks pole netolaeng.
Ioonid on elektronid omandanud või kaotanud aatomid. Selle tulemusena on ioonidel netolaeng.
Prootonid, elektronid ja neutronid
Kolm olulist osakest moodustavad aatomid ja kummalgi on erinev laeng. Tuum sisaldab prootoneid ja neutroneid ning elektronid hõivavad väljastpoolt „pilve“. Neutronitel puudub elektrilaeng, nagu nende nimigi ütleb. Prootonid ja elektronid on mõlemad laetud, kuid vastupidi. Prootonite positiivne laeng on 1,6 × 10
−19 kulonbi ja elektronide negatiivne laeng on –1,6 × 10−19 kulombid. Iga prooton kannab sama positiivset laengut ja iga elektron kannab vastupidist, nii et paljudel juhtudel ütlevad teadlased prootonite puhul lihtsalt +1 ja elektronide puhul −1.Elemendid on elektriliselt neutraalsed
Keemilised elemendid määratletakse kõige lihtsamalt nende prootonite arvu järgi. Seda nimetatakse nende aatomnumbriks ja perioodilisustabel on järjestikune loend elementidest, mille aatomnumbrid suurenevad. Vesinikul on aatomi number üks (see tähendab ühte prootonit), heeliumil on kaks, liitiumil kolm ja nii edasi. Igal elemendil on sama arv elektrone, mis tiirlevad kesktuuma ümber. Elektronide negatiivne laeng tühistab prootonite positiivse laengu, nii et kui kogu asjaga arvestada, on need aatomid kõik elektriliselt neutraalsed.
Neutronid asuvad prootonitega ka enamiku elementide tuumades, kuid kuna need pole laetud, pole neil mingit rolli selles, miks aatomid on elektriliselt neutraalsed. Mõned elemendid eksisteerivad mitmel kujul, erineva isotoopidena neutronite arvuga, kuid see mõjutab nende stabiilsust pigem radioaktiivse lagunemise kui laengu osas.
Ioonid: reegli erand
Kuigi kõik aatomid on tavaliselt elektriliselt neutraalsed, on mõned olulised erandid. Kui aatom kaotab elektroni, ületavad prootonid elektrone ja nende netolaeng on +1. Mõned elemendid saavad elektroni ja seeläbi negatiivse laengu liia, andes neile netolaengu −1.
Neid nimetatakse ioonideks, positiivselt laetud ioonide “katiooniks” ja negatiivselt laetud ioonide “aniooniks”. Ehkki see tähendab, et nad on elektriliselt vähem stabiilsed ja tõmbavad ligi vastupidiselt laetud ioone, on teatud elemendid seda käituma kalduvad viisil, sest nende äärmine elektronkest on kas ühe või kahe elektroniga eemal „täis” olekust või lihtsalt üks või kaks elektroni uueks kest.