Az atom kétféleképpen tekinthető instabilnak. Ha felvesz vagy elveszít egy elektront, elektromosan töltődik fel és nagyon reaktívvá válik. Az ilyen elektromosan töltött atomok ismertek ionok. Az instabilitás a magban is előfordulhat, ha a protonok és a neutronok száma kiegyensúlyozatlan. Az egyensúly elérése érdekében az atom részecskéket sugárzás formájában bocsát ki, amíg a sejtmag stabil nem lesz. Az ilyen instabil atomokról azt mondják radioaktív.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az ionok elektromosan instabilak és gyorsan képeznek kémiai kötéseket. Az instabil maggal rendelkező atomok addig sugárzást bocsátanak ki, amíg az atommag stabilizálódik.
Mi az a stabil atom?
Az instabil atomok jobb megértése segít megbecsülni, mi képezi a stabilitást. A megszokott bolygómodellben az atom nehéz pozitív töltésű részecskék, protonoknak nevezett, és elektromosan semleges neutronoknak nevezett magból áll. A mag körül kering egy könnyebb, negatív töltésű elektron felhője. A protonok és elektronok egyenlő és ellentétes töltéssel rendelkeznek.
Ha az atom stabil, akkor annak nettó elektromos töltése 0, vagyis a protonok száma megegyezik az elektronok számával. A mag kiegyensúlyozott abban is, hogy a protonok száma megegyezik a neutronok számával. Egy ilyen atom nem inert. Még mindig másokkal kombinálva kémiai vegyületeket képezhet, és erre való hajlandósága valens elektronjainak számától vagy azoktól az elektronoktól függ, amelyek megoszthatók más atomokkal.
Amikor egy atomból ion válik
Amikor egy atom elveszíti vagy megszerzi az elektront, iongá válik. Ha elektronhoz jut, akkor kation, és ha elveszíti, akkor anion. Ez leggyakrabban kémiai reakciókban fordul elő, amelyek során az atomok megosztják az elektronokat, így stabil külső 8-as héjat alkotnak. Például a vízmolekula két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll. A hidrogénatomok mindegyike leadja egyetlen elektront, hogy pozitív töltésű ionokká váljon, míg az oxigénatom elfogadja, hogy negatív töltésűvé váljanak. A kombináció nagyon stabil, ha kissé elektromosan poláros molekulát alkot.
Szabad ionok létezhetnek oldatban vagy olyan anyagokban, amelyek elektromos mezőnek vannak kitéve. Amikor oldatban léteznek, az oldat elektrolittá válik, amely képes áram vezetésére. Az ionok elektromos töltésük miatt nagyobb hajlandóságot mutatnak a vegyületek kombinálására és képződésére, mint az elektromosan semleges atomok.
Nukleáris instabilitás vagy radioaktivitás
Ha egy atommagban feleslegben vannak protonok vagy neutronok, akkor a kiegyensúlyozott állapot elérése érdekében eldobja őket. A magot összetartó erő ereje miatt az instabil magokból kikerülő részecskék, amelyeket radionuklidoknak nevezünk, nagyon energikusak. Ezek az atommagok kibocsáthatnak alfa sugarak, amelyek protonokból és neutronokból állnak; béta sugarak, amelyek negatív vagy pozitív töltésű elektronok; és gamma sugarak, amelyek nagy energiájú fotonok.
Amikor egy radionuklid elveszít egy neutront, ugyanazon elem más izotóppá válik, de ha elveszít egy protont, akkor teljesen más elemmé válik. Az atom addig bocsát ki radioaktív sugárzást, amíg stabil számú protont és neutronot el nem ér. Azt az időt, amelyet egy adott izotóp adott mintájának fele stabil formába bomlik, annak nevezünk fél élet. A felezési idő a Polonium-215 esetében a másodperc törtrészétől az Urán-238 esetében milliárd évig változhat.