Å bestemme ladningen til et atom er i de fleste tilfeller lett, men ikke alle. Atomer holdes sammen av de elektromagnetiske kreftene mellom protonene i kjernen og elektronene som omgir den, og dette betyr at det for det meste faktisk ikke er mye å trene.
Men når elementer mister eller får et elektron (eller mer enn ett) og blir ioner, ting blir litt mer kompliserte, og du må konsultere en periodisk tabell for å finne ut hva belastningen sannsynligvis vil være.
The Charge of Elements
I sine standardformer har elementer uten netto kostnad. Antall positivt ladede protoner balanseres perfekt av antall negativt ladede elektroner, og ladningene på hver er motsatt, men med samme størrelse.
Dette er fornuftig som den "naturlige" tilstanden til et atom, for hvis de hadde nettolading, ville de være mye mer reaktive og vil sannsynligvis ikke forbli i samme tilstand veldig lenge før de kommuniserer med noe. Så i de fleste tilfeller er ladningen til et atom den samme: null.
Forstå ioner
Ioner er navnet på atomer som har fått eller mistet en eller flere elektroner, og gir dem nettolading. For atomer som mister et elektron, får de en positiv ladning og blir kationer.
For atomer som får et elektron, tar de på seg en netto negativ ladning og blir anioner. Dette er bare navn på de positive og negativt ladede ionene, for å skille dem fra nøytrale atomer og fra hverandre.
Det viktige å forstå om ioner er at de er de eneste atomtyper med en nettolading. For enkelhets skyld tar kjemikere (og forskere generelt i de fleste tilfeller) ladningen til et elektron for å være -1, mens et proton har en ladning på +1.
Egentlig er dette veldig spesifikke ladningsmengder, ± 1,602 × 10-19 coulombs, men å jobbe med små mengder som dette er sjelden nødvendig. For de fleste beregninger behandler du dette som en “ladningsenhet” (noen ganger gitt symbolet e) og alt er mye enklere.
Periodiske avgifter for ioner
Plasseringen til et element i det periodiske systemet (se Ressurser) forteller deg hvilken type ioner det vil danne, med elementene til høyre danner anioner (negativ ladning) og de lenger til venstre danner kationer (positive lade).
Dette skyldes at det periodiske systemet er ordnet etter antall elektroner i det ytterste "skallet" av et atom, og ioner dannes med atomer som enten mister eller får elektroner slik at deres ytre skall er fulle. Hver "gruppe" i det periodiske systemet er assosiert med forskjellige ioneladninger.
De to første gruppene har elementer med bare en eller to elektroner i de ytre skallene, henholdsvis gruppe 1 og 2. Disse mister elektroner for å få en ladning på +1 eller +2, og gruppe 13-elementer har tre elektroner i det ytre skallet og danner ioner med en +3-ladning.
Gruppe 14-elementer har fire elektroner i de ytre skallene, og binder seg vanligvis kovalent, men de ville få en +4 ladning hvis de dannet et ion. Gruppene 15, 16 og 17 har 5, 6 og 7 elektroner i de ytre skallene og får elektroner for å få ioniske ladninger på henholdsvis −3, −2 og −1.
De andre elementene (fra de midterste gruppene i tabellen) er ikke like enkle å klassifisere fordi deres elektroniske strukturer varierer på en litt mer komplisert måte.
Imidlertid kan for eksempel sølv danne et ion med +1 ladning, mens sink og kadmium kan få +2-ladning. For å finne ut om et atom i disse gruppene danner ioner mer generelt og bestemmer ladningene deres, er det beste å slå direkte opp elementet du er interessert i.