Determinare la carica di un atomo è facile nella maggior parte dei casi, ma non in tutti. Gli atomi sono tenuti insieme dalle forze elettromagnetiche tra i protoni nel nucleo e gli elettroni che lo circondano, e questo significa che la maggior parte delle volte non c'è davvero molto da lavorare.
Ma quando gli elementi perdono o acquistano un elettrone (o più di uno) e diventano ioni, le cose si complicano un po' e devi consultare una tavola periodica per scoprire quale potrebbe essere l'addebito.
La carica degli elementi
Nelle loro forme standard, gli elementi hanno nessun addebito netto. Il numero di protoni con carica positiva è perfettamente bilanciato dal numero di elettroni con carica negativa e le cariche su ciascuno sono opposte ma di uguale grandezza.
Questo ha senso come stato "naturale" di un atomo perché se mantenessero una carica netta, sarebbero molto più reattivo e probabilmente non rimarrebbe nello stesso stato per molto tempo prima di interagire con qualcosa. Quindi nella maggior parte dei casi la carica di un atomo è la stessa: zero.
Capire gli ioni
Gli ioni sono il nome degli atomi che hanno guadagnato o perso uno o più elettroni, lasciandoli con una carica netta. Per gli atomi che perdono un elettrone, acquisiscono una carica positiva e diventano cationi.
Per gli atomi che acquisiscono un elettrone, assumono una carica netta negativa e diventano anioni. Questi sono solo nomi per gli ioni con carica positiva e negativa, per aiutarli a distinguerli dagli atomi neutri e l'uno dall'altro.
La cosa importante da capire sugli ioni è che sono gli unici tipi di atomi con a Costo netto. Per comodità, i chimici (e gli scienziati in generale nella maggior parte dei casi) considerano la carica di un elettrone -1, mentre un protone ha una carica di +1.
In realtà si tratta di importi di carica molto specifici, ± 1,602 × 10-19 coulomb, ma raramente è necessario lavorare con quantità minime come questa. Per la maggior parte dei calcoli, lo tratti come un'"unità" di carica (a volte dato il simbolo e) e tutto è molto più semplice.
Tavola periodica addebiti per ioni
La posizione di un elemento sulla tavola periodica (vedi Risorse) ti dice il tipo di ioni che formerà, con il elementi a destra che formano anioni (carica negativa) e quelli più a sinistra che formano cationi (positivi caricare).
Questo perché la tavola periodica è organizzata in base al numero di elettroni nel "guscio" più esterno di un atomo e gli ioni si formano con gli atomi che perdono o acquistano elettroni in modo che i loro gusci esterni siano pieni. Ogni "gruppo" della tavola periodica è associato a una diversa carica ionica.
I primi due gruppi hanno elementi con solo uno o due elettroni nei loro gusci esterni, rispettivamente gruppo 1 e 2. Questi perdono elettroni per guadagnare una carica di +1 o +2 e gli elementi del gruppo 13 hanno tre elettroni nel loro guscio esterno e formano ioni con una carica +3.
Gli elementi del gruppo 14 hanno quattro elettroni nei loro gusci esterni e di solito si legano in modo covalente, ma otterrebbero una carica +4 se formassero uno ione. I gruppi 15, 16 e 17 hanno 5, 6 e 7 elettroni nei loro gusci esterni e guadagnano elettroni per ottenere cariche ioniche rispettivamente di -3, -2 e -1.
Gli altri elementi (dai gruppi centrali della tabella) non sono così facili da classificare perché le loro strutture elettroniche variano in modo leggermente più complicato.
Tuttavia, ad esempio, l'argento può formare uno ione con carica +1, mentre zinco e cadmio possono ottenere una carica +2. Per scoprire se un atomo in questi gruppi forma ioni più in generale e determina le loro cariche, la cosa migliore da fare è cercare direttamente l'elemento che ti interessa.