Az atomok vágyakoznak egy elektron elvesztésére vagy megszerzésére annak érdekében, hogy stabilak legyenek. Miután megszereztek vagy elveszítettek néhány elektronot, töltésük van, mivel elektron- és protonszámuk már nem egyensúlyoz. De mi határozza meg, hogy mi történik az atom elektronjaival? Mindez az atom vegyértékes héjában lévő elektronok számához kapcsolódik.
Hány elektron van egy atomban?
Annak megállapításához, hogy hány atomja van egy atomnak, egyszerűen meg kell néznie az atomszámot. Száma elektronok = az atomszám. Például a klór atomszáma 17. Ez azt jelenti, hogy 17 elektronja van.
Az, hogy a klór elveszíti-e vagy elnyeri-e az elektronjait, attól függ, hogy ez a 17 elektron hogyan konfigurálódik a mag körül.
Elektronkonfiguráció
Az elektronok vesztesége vagy nyeresége az atom stabilabbá tétele érdekében történik. Amint ez a folyamat bekövetkezik, már nem atomnak, hanem annak hívják ion.
Gondolhat arra, hogy az atomok az atom magja körül gyűrűkbe rendeződnek. Az első gyűrűnek két elektront kell tartalmaznia ahhoz, hogy tele legyen. A következőnek nyolcat kell tartalmaznia. Általában, ha a vegyértékhéj megtelt, az atom boldog. Sem elektront nyerni, sem elvenni nem akar.
Mi az atom valencia héja?
A vegyértékhéj az atomot körülvevő elektronok legkülső héja. Az ebben a héjban lévő elektronok száma fontos annak meghatározásához, hogy az atom hogyan reagál, és milyen ion töltése válhat.
Sok olyan elemre, amelyre a biológia és a kémia órán gondol, leggyakrabban nyolc elektronra van szükség a vegyértékhéjában ahhoz, hogy stabilak legyenek. Ezt nevezik oktett szabály.
Mondja, hogy tudja, hogy valamilyen atomnak 10 elektronja van (meg tudja találni, melyik elem ez?). Hányan lennének a vegyértékhéjban? Először elvesz kettőt 10-ből, mivel az első gyűrűnek 2 választása van. Így nyolc elektron marad. Ez azt jelenti, hogy a vegyértékhéjban nyolc elektron van, és hogy a vegyértékhéj tele van.
Ha a vegyértékhéj tele van, akkor semmi sem fog történni. Az atom nem ionizálódik. Ennek eredményeként nem lesz töltés az atomon.
Ebben a példában van neonod (rájöttél, hogy neon?). A neonnak teljes vegyértékű héja van, ezért nincs töltése. Tehát mi történik, ha a vegyértékhéj nincs tele?
Ionivá válás
Az atomok teljes vegyértékű héjat szeretnének, és ezt a lehető legkönnyebben meg akarják csinálni.
Vessen egy pillantást például a klórra. 17 elektronja van. Hányan vannak a vegyértékben? Az első két szint tele lesz 10 elektronral. Ez azt jelenti, hogy hét elektron maradt a vegyértékhéjban. Ez azt jelenti, hogy a klór elektront akar nyerni annak érdekében, hogy teljes vegyértékű héja legyen. Amint nyeri az egy elektront, mi történik a töltéssel?
Először is, az elektronok és a protonok kiegyensúlyozottak. A klórnak 17 elektronja van (-17 töltés) és 17 protonja van (+17 töltete), tehát a teljes töltés nulla. Amint a klór elektront nyer, a teljes csak -1 lesz, mivel most 18 elektron és még 17 proton van. Ennek eredményeként a klór negatív töltésű ion. Így írják: Cl-.
Negatív töltésű ionokat hívnak anionok. Mi a helyzet a pozitív töltésű ionokkal? Hívták őket kationok. Vessen egy pillantást a kation kialakulásának erre a példájára:
A magnézium a 12. atomszám. Ez azt jelenti, hogy 12 elektronja és 12 protonja van. Most hogyan konfigurálják a választásokat, és hány elektron van a vegyértékhéjban?
Az első két héj tele van, az első két elektronral, a második pedig nyolcval. Már csak két elektron maradt a vegyértékhéjban. Most az atomok hat elektronra tehetnek szert, hogy elérjék a teljes héjat nyolcig, vagy kettőt is elveszíthetnek, hogy teljes héj legyen. A második út sokkal könnyebb. Ennek eredményeként a magnézium elveszíti két elektronját.
Két elektron elvesztése után az atom töltése +2 lesz, mivel most 10 elektron (-10) és 12 proton (+12) van. A következőképpen írják: Mg2+.
Ion töltés és a periódusos rendszer
A periódusos rendszerben megfigyelhető az ionképződés tendenciája. Az 1., 2., 13. és 14. csoport általában pozitív töltésűvé válik. Ez azt jelenti, hogy inkább elveszítenek néhány elektronot, hogy teljes vegyértékhéjhoz érjenek.
A 15., 16. és 17. csoportok negatív töltéssel rendelkeznek, mert inkább elektronokat szereznének, hogy egy teljes vegyértékhéjhoz jussanak.
Végül a 18. csoportban vannak a nemesgázok. Ezeknek az elemeknek már van egy teljes valens héja. Emiatt nem valószínű, hogy elveszítik vagy megszerzik az elektronokat, és rendkívül stabilak.