Atomi ir Visuma celtniecības bloki, kurus redzat sev apkārt. Viņi ir elektriski neitrāli, un tā ir laba lieta tādām dzīves formām kā mēs. Ja atomi nebūtu neitrāli, tie būtu nestabili, un mēs, iespējams, nebūtu šeit. Kāpēc atomi ir neitrāli elektriski? Atbilde ir vienkārša: to negatīvi lādētie komponenti (elektroni) ir pilnībā līdzsvaroti ar pozitīvi lādētajiem komponentiem (protoniem). Saprotot to, jūs iepazīstināt ar galvenajām idejām jebkuram topošajam zinātniekam, kā arī veidojat tiltu uz citām tēmām, piemēram, neitrālu jonu esamību.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Atomi ir elektriski neitrāli, jo tie satur vienādu daudzumu pozitīvi lādētu protonu un negatīvi lādētu elektronu. Elektroniem un protoniem ir vienādi, bet pretēji lādiņi, tāpēc rezultāts nav tīrs lādiņš.
Joni ir atomi, kas ieguvuši vai zaudējuši elektronus. Tā rezultātā joniem ir neto lādiņš.
Protoni, elektroni un neitroni
Trīs svarīgas daļiņas veido atomus, un katrai no tām ir atšķirīgs lādiņš. Kodols satur protonus un neitronus, un elektroni aizņem “mākoni” ap ārpusi. Neitroniem nav elektriskā lādiņa, kā norāda viņu nosaukums. Protoni un elektroni ir lādēti, bet pretēji. Protonu pozitīvais lādiņš ir 1,6 × 10
−19 kulonām, un elektronu negatīvais lādiņš ir –1,6 × 10−19 kulonas. Katrs protons nes to pašu pozitīvo lādiņu, un katrs elektrons nes pretējo, tāpēc daudzos gadījumos zinātnieki protoniem saka tikai +1 un elektroniem –1.Elementi ir elektriski neitrāli
Ķīmiskos elementus visvienkāršāk nosaka pēc to protonu skaita. To sauc par to atomu skaitli, un periodiskā tabula ir secīgs elementu saraksts ar pieaugošu atomu skaitu. Ūdeņradim ir atomu skaitlis viens (tas nozīmē vienu protonu), hēlijam ir divi, litijam ir trīs utt. Katram elementam ir vienāds elektronu skaits, kas riņķo ap centrālo kodolu. Negatīvais lādiņš no elektroniem atceļ pozitīvo lādiņu no protoniem, tāpēc, ņemot vērā visu lietu, šie atomi visi ir elektriski neitrāli.
Neitroni sēž ar protoniem arī lielākās daļas elementu kodolos, taču, tā kā tie nav uzlādēti, viņiem nav nozīmes, kāpēc atomi ir elektriski neitrāli. Daži elementi pastāv vairāk nekā vienā formā ar atšķirīgu neitronu skaitu kā atšķirīgus izotopus, taču tas ietekmē to stabilitāti, ja runa ir par radioaktīvo sabrukšanu, nevis par lādiņu.
Joni: noteikuma izņēmums
Lai gan parasti visi atomi ir elektriski neitrāli, ir daži svarīgi izņēmumi. Ja atoms zaudē elektronu, tad protoni pārsniedz elektronus, un ir tīrs lādiņš +1. Daži elementi iegūst elektronu un līdz ar to arī negatīvā lādiņa pārsniegumu, dodot tiem tīro lādiņu −1.
Tos sauc par joniem, pozitīvi uzlādētu jonu “katijonu” un negatīvi lādētu jonu “anjonu”. Lai gan tas nozīmē, ka tie ir mazāk elektriski stabili un piesaista pretēji lādētus jonus, daži elementi to mēdz izturēties jo to attālākais elektronu apvalks atrodas vai nu viena, vai divu elektronu attālumā no tā, ka ir „pilns”, vai tikai viens vai divi elektroni jaunā apvalks.