כיצד לקבוע את המטען של אטום

קביעת המטען של אטום היא קלה ברוב המקרים אך לא בכולם. אטומים מוחזקים יחד על ידי הכוחות האלקטרומגנטיים בין הפרוטונים בגרעין לבין האלקטרונים הסובבים אותו, וזה אומר שלרוב אין בעצם הרבה מה לעבוד.

אבל כשאלמנטים מאבדים או צוברים אלקטרון (או יותר מאחד) והופכים יוניםהדברים נעשים קצת יותר מסובכים ועליך להתייעץ עם טבלה מחזורית כדי לברר מה עשוי להיות החיוב.

בצורות הסטנדרטיות שלהם יש לאלמנטים ללא חיוב נטו. מספר הפרוטונים הטעונים באופן חיובי מאוזן לחלוטין על ידי מספר האלקטרונים הטעונים שלילית, והמטענים בכל אחד מהם מנוגדים אך בעוצמה שווה.

זה הגיוני כמצב "טבעי" של אטום, כי אם הם היו מחזיקים מטען נטו, הם היו הרבה תגובתי יותר וסביר להניח שלא יישאר באותו מצב זמן רב לפני אינטראקציה עם משהו. כך שברוב המקרים המטען של אטום זהה: אפס.

יונים הם השם לאטומים שצברו או איבדו אלקטרונים אחד או יותר, והשאירו אותם עם מטען נטו. עבור אטומים שמאבדים אלקטרון הם צוברים מטען חיובי והופכים לקטיונים.

עבור אטומים שמקבלים אלקטרון, הם לוקחים מטען שלילי נטו והופכים לאניונים. אלה רק שמות ליונים החיוביים והמטענים השליליים, כדי לעזור להבדיל אותם מאטומים ניטרליים וזה מזה.

הדבר החשוב שיש להבין ביונים הוא שהם סוגי האטום היחידים עם תשלום נטו. מטעמי נוחות, כימאים (ומדענים בכלל ברוב המקרים) לוקחים את המטען של אלקטרון להיות -1, בעוד שלפרוטון יש מטען של +1.

באמת מדובר בסכומי חיוב ספציפיים מאוד, ± 1.602 × 10^-19 קולומבים, אך לעתים רחוקות יש צורך לעבוד עם כמויות זעירות כאלה. ברוב החישובים, אתה מתייחס לכך כאל "יחידת" מטען (לפעמים ניתן את הסמל ה) והכל הרבה יותר פשוט.

המיקום של אלמנט בטבלה המחזורית (ראה משאבים) אומר לך את סוג היונים שייווצר, עם ה- אלמנטים בצד ימין יוצרים אניונים (מטען שלילי) ואלה שנמצאים יותר משמאל יוצרים קטיונים (חיוביים לחייב).

הסיבה לכך היא שהטבלה המחזורית מסודרת על פי מספר האלקטרונים ב"קליפה "החיצונית ביותר של אטום, ויונים נוצרים כאשר אטומים מאבדים או צוברים אלקטרונים כך שקליפותיהם החיצוניות מלאות. כל "קבוצה" בטבלה המחזורית קשורה למטען יונים שונה.

בשתי הקבוצות הראשונות יש אלמנטים עם מעט אלקטרונים אחד או שניים בקליפות החיצוניות שלהם, קבוצה 1 ו- 2 בהתאמה. אלה מאבדים אלקטרונים כדי להשיג מטען של +1 או +2, ואלמנטים מקבוצה 13 כוללים שלושה אלקטרונים בקליפה החיצונית שלהם ויוצרים יונים עם מטען +3.

לאלמנטים מקבוצה 14 יש ארבעה אלקטרונים בקליפות החיצוניות שלהם, והם בדרך כלל נקשרים קוולנטית, אך הם יצברו מטען +4 אם הם יצרו יון. בקבוצות 15, 16 ו -17 יש 5, 6 ו -7 אלקטרונים בקליפות החיצוניות שלהם ומקבלים אלקטרונים כדי לקבל מטענים יוניים של -3, -2 ו- -1 בהתאמה.

האלמנטים האחרים (מהקבוצות האמצעיות של הטבלה) אינם קלים לסיווג מכיוון שהמבנים האלקטרוניים שלהם משתנים בצורה קצת יותר מסובכת.

עם זאת, למשל, כסף יכול ליצור יון עם מטען +1, ואילו אבץ וקדמיום יכולים להשיג מטען +2. כדי לברר אם אטום בקבוצות אלה יוצר יונים באופן כללי יותר וקובע את המטענים שלהם, הדבר הטוב ביותר לעשות הוא לחפש ישירות את האלמנט שאתה מעוניין בו.