Atomin varauksen määrittäminen on helppoa useimmissa tapauksissa, mutta ei kaikissa. Atomeja pitävät ytimen protonien ja sitä ympäröivien elektronien väliset sähkömagneettiset voimat yhdessä, ja tämä tarkoittaa, että suurimman osan ajasta ei ole oikeastaan paljon tehtävää.
Mutta kun elementit menettävät tai saavat elektronin (tai useamman kuin yhden) ja niistä tulee ioneja, asiat muuttuvat hieman monimutkaisemmiksi, ja sinun on tarkasteltava jaksollista taulukkoa saadaksesi selville, mikä maksu todennäköisesti on.
Elementtien lataus
Vakiomuodossaan elementit ovat ei nettomaksua. Positiivisesti varautuneiden protonien lukumäärä on täysin tasapainossa negatiivisesti varautuneiden elektronien lukumäärän kanssa, ja kummankin varaukset ovat vastakkaisia, mutta yhtä suuria.
Tämä on järkevää atomin "luonnollisena" tilana, koska jos heillä olisi nettovaraus, ne olisivat paljon reaktiivisempi ja todennäköisesti ei pysy samassa tilassa kauan ennen kuin olet tekemisissä heidän kanssaan jotain. Joten useimmissa tapauksissa atomin varaus on sama: nolla.
Ionien ymmärtäminen
Ionit ovat niiden atomien nimi, jotka ovat saaneet tai menettäneet yhden tai useamman elektronin, jättäen heille nettovarauksen. Elektroneja menettävät atomit saavat positiivisen varauksen ja niistä tulee kationeja.
Elektroneja saavien atomien kohdalla ne saavat negatiivisen nettovarauksen ja niistä tulee anioneja. Nämä ovat vain positiivisten ja negatiivisesti varautuneiden ionien nimiä, jotta ne voidaan erottaa neutraaleista atomista ja toisistaan.
Tärkeää ymmärtää ioneista on, että ne ovat ainoat atomityypit, joilla on a nettovaraus. Mukavuuden vuoksi kemistit (ja tutkijat yleensä useimmissa tapauksissa) ottavat elektronin varauksen olevan -1, kun taas protonin varaus on +1.
Oikeastaan nämä ovat hyvin tarkkoja latausmääriä, ± 1,602 × 10-19 coulombs, mutta pienten tällaisten määrien kanssa työskenteleminen on harvoin tarpeen. Useimmissa laskelmissa tätä käsitellään latausyksikkönä (joskus annetaan symboli e) ja kaikki on paljon yksinkertaisempaa.
Jaksolliset maksut ioneille
Elementin sijainti jaksollisessa taulukossa (katso Resurssit) kertoo minkä tyyppisten ionien se muodostaa oikealla olevat elementit muodostavat anionit (negatiivinen varaus) ja vasemmalla olevat elementit muodostavat kationit (positiiviset lataus).
Tämä johtuu siitä, että jaksoittaulukko on järjestetty äärimmäisen "kuoren" elektronien lukumäärän mukaan atomien kanssa, ja ionien kanssa muodostuu atomeja, jotka joko häviävät tai saavat elektronit siten, että niiden ulkokuoret ovat täynnä. Kukin jaksollisen taulukon "ryhmä" liittyy erilaisiin ionivarauksiin.
Kahdella ensimmäisellä ryhmällä on elementtejä, joiden ulkokuorissa on vain yksi tai kaksi elektronia, ryhmä 1 ja 2 vastaavasti. Nämä menettävät elektroneja saadakseen +1 tai +2 varauksen, ja ryhmän 13 elementtien ulkokuoressa on kolme elektronia ja ne muodostavat +3-varauksisia ioneja.
Ryhmän 14 elementtien ulkokuoreissa on neljä elektronia, jotka yleensä sitoutuvat kovalenttisesti, mutta ne saisivat +4 varauksen, jos ne muodostavat ionin. Ryhmien 15, 16 ja 17 ulkokuoreissa on 5, 6 ja 7 elektronia, ja ne saavat elektronit saadakseen vastaavasti ionivarastot −3, −2 ja −1.
Muita elementtejä (taulukon keskiryhmistä) ei ole yhtä helppo luokitella, koska niiden elektroniset rakenteet vaihtelevat hieman monimutkaisemmalla tavalla.
Kuitenkin esimerkiksi hopea voi muodostaa ionin +1-varauksella, kun taas sinkki ja kadmium voivat saada +2-varauksen. Parasta on etsiä suoraan sinua kiinnostava elementti selvittääksesi, muodostavatko näiden ryhmien atomi ioneja yleisemmin ja mitkä ovat niiden varaukset.