Atomi su gradivni elementi svemira koje vidite oko sebe. Električno su neutralni, a to je dobra stvar za životne oblike poput nas. Da atomi nisu neutralni, bili bi nestabilni, a mi vjerojatno ne bismo bili ovdje. Zašto su atomi električki neutralni? Odgovor je jednostavan: Njihove negativno nabijene komponente (elektroni) potpuno su uravnotežene s njihovim pozitivno nabijenim komponentama (protoni). Razumijevanje ovoga upoznaje vas s ključnim idejama za svakog nadobudnog znanstvenika i također stvara most prema drugim temama poput postojanja ne-neutralnih iona.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Atomi su električki neutralni jer sadrže jednake količine pozitivno nabijenih protona i negativno nabijenih elektrona. Elektroni i protoni imaju jednake, ali suprotne naboje, tako da rezultat nije neto naboj.
Joni su atomi koji su stekli ili izgubili elektrone. Kao rezultat, ioni imaju neto naboj.
Protoni, elektroni i neutroni
Tri važne čestice čine atome, a svaka ima različit naboj. Jezgra sadrži protone i neutrone, a elektroni zauzimaju "oblak" oko vanjske strane. Neutroni nemaju električni naboj, kako im samo ime govori. I protoni i elektroni su nabijeni, ali suprotno tome. Protoni imaju pozitivan naboj od 1,6 × 10
−19 kulomi, a elektroni imaju negativni naboj −1,6 × 10−19 kuloni. Svaki proton nosi isti pozitivan naboj, a svaki elektron suprotno, pa u mnogim slučajevima znanstvenici samo kažu +1 za protone i -1 za elektrone.Elementi su električki neutralni
Kemijski se elementi najjednostavnije definiraju brojem protona koje imaju. To se naziva njihov atomski broj, a periodni sustav je sekvencijalni popis elemenata s rastućim atomskim brojevima. Vodik ima atomski broj jedan (što znači jedan proton), helij ima dva, litij ima tri i tako dalje. Svaki element ima jednak broj elektrona koji kruže oko središnje jezgre. Negativni naboj elektrona poništava pozitivni naboj protona, pa kad razmotrite cijelu stvar, svi su atomi električki neutralni.
Neutroni također sjede s protonima u jezgrama većine elemenata, ali budući da nisu nabijeni, nemaju ulogu u tome zašto su atomi električki neutralni. Neki elementi postoje u više oblika s različitim brojem neutrona kao različitim izotopima, ali to utječe na njihovu stabilnost što se tiče radioaktivnog raspada, a ne njihovog naboja.
Joni: Izuzetak od pravila
Iako su svi atomi obično električki neutralni, postoje neke važne iznimke. Ako atom izgubi elektron, tada protoni premašuju broj elektrona i neto naboj je +1. Neki elementi dobivaju elektron i time višak negativnog naboja, dajući im neto naboj od -1.
Oni se nazivaju ioni, "kation" za pozitivno nabijeni ion i "anion" za negativno nabijene ione. Iako to znači da su manje električno stabilni i da će privući suprotno nabijene ione, neki su elementi skloni ponašanju ovako način jer je njihova najudaljenija elektronska ljuska jedan ili dva elektrona daleko od toga da budu "puni" ili samo jedan ili dva elektrona u novi ljuska.