Az atomok az univerzum építőkövei, amelyeket maga körül lát. Elektromosan semlegesek, és ez jó dolog az olyan életformák számára, mint mi. Ha az atomok nem lennének semlegesek, instabilak lennének, és valószínűleg nem lennénk itt. Miért vannak az atomok elektromosan semlegesek? A válasz egyszerű: Negatívan töltött komponenseik (elektronok) teljesen kiegyensúlyozottak pozitív töltésű komponenseikkel (protonjaikkal). Ennek megértése kulcsfontosságú ötleteket vezet be minden kezdő tudós számára, és hidat képez más témákhoz is, például a nem semleges ionok létezéséhez.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az atomok elektromosan semlegesek, mert azonos mennyiségű pozitív töltésű protont és negatív töltésű elektronot tartalmaznak. Az elektronok és protonok egyenlő, de ellentétes töltéssel rendelkeznek, így az eredmény nem nettó töltés.
Az ionok olyan atomok, amelyek elektronokat nyertek vagy vesztettek. Ennek eredményeként az ionok nettó töltéssel rendelkeznek.
Protonok, elektronok és neutronok
Három fontos részecske alkotja az atomokat, és mindegyiknek más a töltése. A mag tartalmazza a protonokat és a neutronokat, és az elektronok kívülről „felhőt” foglalnak el. A neutronok nem rendelkeznek elektromos töltéssel, ahogy a nevük is mutatja. A protonok és az elektronok egyaránt fel vannak töltve, de ellentétben. A protonok pozitív töltése 1,6 × 10
−19 coulombok és elektronok negatív töltése -1,6 × 10−19 coulombs. Mindegyik proton ugyanazt a pozitív töltést hordozza, és minden elektron az ellenkezőjét hordozza, ezért sok esetben a tudósok csak +1-et mondanak a protonokra és −1-et az elektronokra.Az elemek elektromosan semlegesek
A kémiai elemeket legegyszerűbben a protonok száma határozza meg. Ezt nevezzük atomszámuknak, és a periódusos rendszer egy sor növekvő atomszámú elemek listája. A hidrogén atomszáma egy (jelentése: egy proton), a hélium kettő, a lítium három és így tovább. Minden elemnek ugyanannyi elektronja van, amelyek a központi mag körül keringenek. Az elektronok negatív töltése megsemmisíti a protonok pozitív töltését, így ha figyelembe vesszük az egészet, ezek az atomok mind elektromosan semlegesek.
A neutronok protonokkal ülnek a legtöbb elem magjában is, de mivel nem töltődnek fel, nincs részük abban, hogy az atomok miért elektromosan semlegesek. Egyes elemek több formában is léteznek, különböző izotópként eltérő neutronszámmal, de ez befolyásolja a stabilitásukat, ha nem radioaktív bomlásról, hanem töltésről van szó.
Ionok: A szabály alóli kivétel
Bár az összes atom általában elektromosan semleges, van néhány fontos kivétel. Ha egy atom elveszít egy elektront, akkor a protonok meghaladják az elektronokat, és nettó +1 töltés van. Egyes elemek elektront nyernek, és ezáltal feleslegessé válnak a negatív töltések, így nettó −1 töltést kapnak.
Ezeket nevezzük ionoknak, a pozitív töltésű ion „kationjának” és a negatív töltésű ionok „anionjának”. Bár ez azt jelenti, hogy elektromosan kevésbé stabilak és ellentétesen töltött ionokat vonzanak, bizonyos elemek hajlamosak ezt viselkedni módon, mert a legkülső elektronhéjuk egy vagy két elektron távolságra van attól, hogy „teli” legyen, vagy csak egy vagy két elektron van egy új héj.