Atomer har et ønske om å miste eller få et elektron for å være stabile. Når de enten har fått eller mistet noen elektroner, har de ladning forbundet med dem siden deres elektron- og protontall ikke lenger balanserer. Men hva avgjør hva som skjer med elektronene et atom har? Alt har å gjøre med antall elektroner i et atoms valensskall.
Hvor mange elektroner har et atom?
For å finne hvor mange elektroner et atom har, ser du ganske enkelt på atomnummeret. Antall elektroner = atomnummeret. Klor har for eksempel et atomnummer på 17. Det betyr at den har 17 elektroner.
Hvorvidt klor vil miste eller få elektroner avhenger av hvordan disse 17 elektronene er konfigurert rundt kjernen.
Elektronkonfigurasjon
Tapet eller gevinsten av elektroner skjer for å gjøre et atom mer stabilt. Så snart denne prosessen skjer, kalles den ikke lenger et atom, men et ion.
Du kan tenke på at elektroner blir ordnet i ringer rundt kjernen til et atom. Den første ringen må inneholde to elektroner for å være fulle. Den neste må inneholde åtte. Generelt, når valensskallet er fullt, er atomet lykkelig. Den vil verken vinne eller miste et elektron.
Hva er Valence Shell of an Atom?
De valensskall er det ytterste skallet av elektroner som omgir et atom. Antall elektroner i dette skallet er viktig for å bestemme hvordan atomet vil reagere og hva ladningen til ionet kan bli.
Mange av elementene du tenker på oftest i biologi og kjemiklasse trenger åtte elektroner i valensskallet for å være stabile. Dette er referert til som oktettregel.
Si at du vet at noe atom har 10 elektroner (kan du finne ut hvilket element dette er?). Hvor mange ville være i valensskallet? Først tar du bort to fra 10 siden den første ringen har to valg. Dette etterlater åtte elektroner. Det betyr at i valensskallet er det åtte elektroner og at valensskallet er fullt.
Hvis valensskallet er fullt, vil ingenting skje. Atomet vil ikke ionisere. Som et resultat blir det ingen ladning på atomet.
I dette eksemplet har du neon (fant du ut at det var neon?). Neon har et fullt valensskall og har dermed ingen ladning. Så hva skjer når valensskallet ikke er fullt?
Å bli en ion
Atomer vil ha et fullt valensskall, og de vil gjøre det så enkelt som mulig.
Ta for eksempel en titt på klor igjen. Den har 17 elektroner. Hvor mange er i valensen? De to første nivåene vil være fulle med 10 elektroner. Det betyr at det er syv elektroner igjen i valensskallet. Dette betyr at klor ønsker å få et elektron for å ha et komplett valensskall. Når det får det ene elektronet, hva skjer med ladningen?
Til å begynne med er elektronene og protonene balansert. Klor har 17 elektroner (en ladning på -17) og 17 protoner (en ladning på +17), så den totale ladningen er null. Når kloren først får et elektron, blir summen bare -1 siden det nå er 18 elektroner og fremdeles 17 protoner. Som et resultat er klor et negativt ladet ion. Det er skrevet som: Cl-.
Negativt ladede ioner kalles anioner. Hva med positivt ladede ioner? De kalles kationer. Se på dette eksemplet på hvordan et kation dannes:
Magnesium er atomnummer 12. Det betyr at den har 12 elektroner og 12 protoner. Nå, hvordan er valgene konfigurert, og hvor mange elektroner er det i valensskallet?
De to første skallene er fulle, den første med to elektroner og den andre med åtte. Alt som er igjen er to elektroner i valensskallet. Nå kan atomene få seks elektroner for å gjøre det til åtte for et fullt skall, eller det kan miste to for å gjøre det til et fullt skall. Den andre måten er mye lettere. Som et resultat mister magnesium to elektroner.
Etter å ha mistet to elektroner blir ladningen på atomet +2 siden det nå er 10 elektroner (-10) og 12 protoner (+12). Det er skrevet som: Mg2+.
Ion Charge og det periodiske systemet
Det er en tendens til ionedannelse i det periodiske systemet. Gruppene 1, 2, 13 og 14 har en tendens til å bli positivt ladet. Dette betyr at de heller vil miste noen elektroner for å komme til et komplett valensskall.
Gruppene 15, 16 og 17 har en tendens til å ha en negativ ladning fordi de heller vil få elektroner for å komme til et komplett valensskall.
Til slutt, i gruppe 18, er edelgassene. Disse elementene har allerede et komplett valensskall. Av denne grunn er det lite sannsynlig at de mister eller får et elektron og er ekstremt stabile.