Gli atomi hanno il desiderio di perdere o acquisire un elettrone per essere stabili. Una volta che hanno guadagnato o perso alcuni elettroni, hanno una carica associata a loro poiché i loro numeri di elettroni e protoni non si bilanciano più. Ma cosa determina cosa succede agli elettroni di un atomo? Tutto ha a che fare con il numero di elettroni nel guscio di valenza di un atomo.
Quanti elettroni ha un atomo?
Per scoprire quanti elettroni ha un atomo, basta guardare il numero atomico. Il numero di elettroni = il numero atomico. Il cloro ad esempio ha numero atomico 17. Ciò significa che ha 17 elettroni.
Se il cloro perderà o guadagnerà elettroni dipende da come questi 17 elettroni sono configurati attorno al nucleo.
Configurazione elettronica
La perdita o il guadagno di elettroni avviene per rendere più stabile un atomo. Non appena si verifica questo processo, non è più chiamato atomo ma an ione.
Puoi pensare agli elettroni ordinati in anelli attorno al nucleo di un atomo. Il primo anello deve contenere due elettroni per essere pieno. Il prossimo deve contenere otto. In generale, una volta che il guscio di valenza è pieno, l'atomo è felice. Non vuole né guadagnare né perdere un elettrone.
Qual è il guscio di valenza di un atomo?
Il guscio di valenza è il guscio più esterno di elettroni che circonda un atomo. Il numero di elettroni in questo guscio è importante per determinare come reagirà l'atomo e quale potrebbe diventare la carica dello ione.
Molti degli elementi a cui pensi più spesso nelle lezioni di biologia e chimica hanno bisogno di otto elettroni nel loro guscio di valenza per essere stabili. Questo è indicato come il regola dell'ottetto.
Supponiamo che tu sappia che un atomo ha 10 elettroni (puoi capire di quale elemento si tratta?). Quanti sarebbero nel guscio di valenza? Per prima cosa togli due da 10 poiché il primo anello ha 2 elezioni. Questo lascia otto elettroni. Ciò significa che nel guscio di valenza ci sono otto elettroni e che il guscio di valenza è pieno.
Se il guscio di valenza è pieno, non succederà nulla. L'atomo non si ionizzerà. Di conseguenza non ci sarà alcun addebito sull'atomo.
In questo esempio, hai neon (hai capito che era neon?). Il neon ha un guscio di valenza completo e quindi non ha una carica. Quindi cosa succede quando il guscio di valenza non è pieno?
Diventare uno ione
Gli atomi vogliono avere un guscio di valenza completo e vogliono farlo il più facilmente possibile.
Ad esempio, dai un'occhiata di nuovo al cloro. Ha 17 elettroni. Quanti sono nella valenza? I primi due livelli saranno pieni di 10 elettroni. Ciò significa che ci sono sette elettroni rimasti nel guscio di valenza. Ciò significa che il cloro vuole acquisire un elettrone per avere un guscio di valenza completo. Una volta che guadagna un elettrone cosa succede alla carica?
Per cominciare, gli elettroni e i protoni sono bilanciati. Il cloro ha 17 elettroni (una carica di -17) e 17 protoni (una carica di +17), quindi la carica complessiva è zero. Una volta che il cloro guadagna un elettrone, tuttavia, il totale diventa -1 poiché ora ci sono 18 elettroni e ancora 17 protoni. Di conseguenza il cloro è uno ione con carica negativa. È scritto come: Cl-.
Gli ioni caricati negativamente sono chiamati anioni. E gli ioni caricati positivamente? Sono chiamati cationi. Dai un'occhiata a questo esempio di come si forma un catione:
Il magnesio è il numero atomico 12. Ciò significa che ha 12 elettroni e 12 protoni. Ora, come sono configurate le elezioni e quanti elettroni ci sono nel guscio di valenza?
I primi due gusci sono pieni, il primo con due elettroni e il secondo con otto. Tutto ciò che rimane sono due elettroni nel guscio di valenza. Ora, gli atomi potrebbero guadagnare sei elettroni per arrivare a otto per un guscio completo, o potrebbero perderne due per arrivare a un guscio completo. Il secondo modo è molto più semplice. Di conseguenza, il magnesio perde due elettroni.
Dopo aver perso due elettroni, la carica sull'atomo diventa +2 poiché ora ci sono 10 elettroni (-10) e 12 protoni (+12). È scritto come: Mg2+.
Carica ionica e tavola periodica
C'è una tendenza alla formazione di ioni sulla tavola periodica. I gruppi 1, 2, 13 e 14 tendono a caricarsi positivamente. Ciò significa che preferirebbero perdere alcuni elettroni per raggiungere un guscio di valenza completo.
I gruppi 15, 16 e 17 tendono ad avere una carica negativa perché preferirebbero guadagnare elettroni per arrivare a un guscio di valenza completo.
Infine, nel gruppo 18, sono i gas nobili. Questi elementi hanno già un guscio di valenza completo. Per questo motivo, è improbabile che perdano o ottengano un elettrone e sono estremamente stabili.