Hoe de lading van een ion te berekenen?

Atomen hebben de wens om een ​​elektron te verliezen of te winnen om stabiel te zijn. Als ze eenmaal elektronen hebben gewonnen of verloren, hebben ze een lading die daarmee samenhangt, omdat hun aantal elektronen en protonen niet langer in evenwicht zijn. Maar wat bepaalt wat er gebeurt met de elektronen die een atoom heeft? Het heeft allemaal te maken met het aantal elektronen in de valentieschil van een atoom.

Om te weten hoeveel elektronen een atoom heeft, kijk je gewoon naar het atoomnummer. Het aantal elektronen = het atoomnummer. Chloor heeft bijvoorbeeld een atoomnummer van 17. Dat betekent dat het 17 elektronen heeft.

Of chloor al dan niet elektronen zal verliezen of winnen, hangt af van hoe deze 17 elektronen rond de kern zijn geconfigureerd.

Het verlies of de winst van elektronen vindt plaats om een ​​atoom stabieler te maken. Zodra dit proces plaatsvindt, wordt het geen atoom meer genoemd, maar een ion.

Je kunt denken aan elektronen die zijn geordend in ringen rond de kern van een atoom. De eerste ring moet twee elektronen bevatten om vol te zijn. De volgende moet er acht bevatten. Over het algemeen is het atoom gelukkig als de valentieschil vol is. Het wil geen elektron winnen of verliezen.

De valentie shell is de buitenste schil van elektronen rond een atoom. Het aantal elektronen in deze schil is belangrijk om te bepalen hoe het atoom zal reageren en wat de lading van het ion zou kunnen worden.

Veel van de elementen waar je het vaakst aan denkt in biologie en scheikunde hebben acht elektronen in hun valentieschil nodig om stabiel te zijn. Dit wordt de octetregel.

Stel dat je weet dat een atoom 10 elektronen heeft (kun je erachter komen welk element dit is?). Hoeveel zouden er in de valentieschaal zitten? Eerst haal je er twee weg van 10 aangezien de eerste ring 2 verkiezingen heeft. Er blijven dan acht elektronen over. Dat betekent dat er in de valentieschil acht elektronen zijn en dat de valentieschil vol is.

Als de valentieschaal vol is, gebeurt er niets. Het atoom zal niet ioniseren. Als gevolg hiervan zal er geen lading op het atoom zijn.

In dit voorbeeld heb je neon (heb je ontdekt dat het neon was?). Neon heeft een volledige valentieschaal en heeft dus geen lading. Dus wat gebeurt er als de valentieschaal niet vol is?

Atomen willen een volledige valentieschil hebben en ze willen dat zo gemakkelijk mogelijk doen.

Kijk bijvoorbeeld nog eens naar chloor. Het heeft 17 elektronen. Hoeveel zijn er in de valentie? De eerste twee niveaus zullen vol zijn met 10 elektronen. Dat betekent dat er nog zeven elektronen over zijn in de valentieschil. Dit betekent dat chloor een elektron wil krijgen om een ​​volledige valentieschil te hebben. Als het eenmaal het ene elektron krijgt, wat gebeurt er met de lading?

Om te beginnen zijn de elektronen en protonen in evenwicht. Chloor heeft 17 elektronen (een lading van -17) en 17 protonen (een lading van +17), dus de totale lading is nul. Zodra het chloor echter een elektron krijgt, wordt het totaal gewoon -1 omdat er nu 18 elektronen en nog steeds 17 protonen zijn. Daardoor is chloor een negatief geladen ion. Het is geschreven als: Cl^-.

Negatief geladen ionen worden genoemd anionen. Hoe zit het met positief geladen ionen? Ze worden genoemd kationen. Bekijk dit voorbeeld van hoe een kation wordt gevormd:

Magnesium is atoomnummer 12. Dat betekent dat het 12 elektronen en 12 protonen heeft. Hoe zijn de verkiezingen geconfigureerd en hoeveel elektronen zitten er in de valentieschil?

De eerste twee schillen zijn vol, de eerste met twee elektronen en de tweede met acht. Het enige dat overblijft zijn twee elektronen in de valentieschil. Nu kunnen de atomen zes elektronen winnen om acht te worden voor een volledige schil, of ze kunnen er twee verliezen om een ​​volledige schil te bereiken. De tweede manier is veel gemakkelijker. Als gevolg hiervan verliest magnesium twee elektronen.

Na het verlies van twee elektronen wordt de lading op het atoom +2 aangezien er nu 10 elektronen (-10) en 12 protonen (+12) zijn. Het is geschreven als: Mg²⁺.

Er is een trend naar ionenvorming in het periodiek systeem. Groepen 1, 2, 13 en 14 hebben de neiging om positief geladen te worden. Dit betekent dat ze liever wat elektronen verliezen om tot een volledige valentieschil te komen.

Groepen 15, 16 en 17 hebben de neiging om een ​​negatieve lading te hebben omdat ze liever elektronen krijgen om tot een volledige valentieschil te komen.

Tot slot, in groep 18, zijn de edelgassen. Deze elementen hebben al een volledige valentieschil. Om deze reden is het onwaarschijnlijk dat ze een elektron verliezen of winnen en zijn ze extreem stabiel.