Atomy są budulcem materii i odpowiadają za wszystkie struktury, które można zobaczyć w obserwowalnym wszechświecie. Atomy składają się z dodatnio naładowanego jądra otoczonego chmurą ujemnie naładowanych elektronów. W obojętnym atomie liczba dodatnio naładowanych protonów w jądrze jest równa liczbie ujemnie naładowanych elektronów. Jednak atom może zyskać lub stracić elektron. Atomy, które nie są elektrycznie obojętne, nazywane są jonami, a przykłady atomów często występujących w ich jonach obejmują sód, chlor i magnez.
Pociski elektronowe
Elektrony otaczają atomy w dyskretnych powłokach, a każdy typ powłoki może zawierać ustaloną liczbę elektronów. Na przykład s-powłoki mogą pomieścić 2 elektrony, a p-powłoki mogą pomieścić 6 elektronów. Atomy są najbardziej stabilne energetycznie, gdy zewnętrzna powłoka elektronowa jest pełna; dlatego czasami stabilizuje się, aby elektron został utracony, wytwarzając jon dodatni lub aby elektron został zyskany, wytwarzając jon ujemny.
Sód
Neutralne atomy sodu składają się z 11 protonów i 11 elektronów. Sód ma konfigurację elektronową:
1s2 2s2 2p6 3s1
Oznacza to, że powłoka elektronowa 1s jest zajęta przez 2 elektrony i dlatego jest pełna. Powłoki 2s i 2p są również pełne, ale powłoka 3s jest zajęta tylko przez 1 elektron. Utrata elektronu w powłoce 3s prowadzi do bardziej stabilnej konfiguracji elektronicznej, ponieważ dolna powłoka 2p jest pełna. Kiedy atom sodu traci swój zewnętrzny elektron 3s, staje się naładowany dodatnio. Symbolem dodatnio naładowanego jonu sodu jest Na+.
Chlor
Atomy chloru składają się z 17 protonów i 17 elektronów. Konfiguracja elektronowa chloru to:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Ponieważ powłoka p może pomieścić sześć elektronów, chlor jest bardzo zbliżony do stabilnej konfiguracji elektronowej. Powłoka 3p chloru może uzyskać wymagany elektron kosztem ujemnego ładunku atomu. Symbolem jonu chloru jest Cl-.
Magnez
Atomy magnezu składają się z 12 protonów i 12 elektronów. Konfiguracja elektronowa magnezu to:
1s2 2s2 2p6 3s2
Magnez może stracić jeden lub dwa elektrony w swojej powłoce 3s, dając jon o ładunku +1 lub +2. Symbole jonów magnezu to Mg+ i Mg2+, w zależności od całkowitego ładunku.