Determinar a carga de um átomo é fácil na maioria dos casos, mas não em todos. Os átomos são mantidos juntos pelas forças eletromagnéticas entre os prótons no núcleo e os elétrons ao seu redor, e isso significa que na maioria das vezes não há realmente muito o que resolver.
Mas quando os elementos perdem ou ganham um elétron (ou mais de um) e se tornam íons, as coisas ficam um pouco mais complicadas e você tem que consultar uma tabela periódica para descobrir qual será a provável cobrança.
A carga dos elementos
Em suas formas padrão, os elementos têm sem carga líquida. O número de prótons carregados positivamente é perfeitamente equilibrado pelo número de elétrons carregados negativamente, e as cargas em cada um são opostas, mas com magnitude igual.
Isso faz sentido como o estado "natural" de um átomo porque se eles tivessem uma carga líquida, seriam muito mais reativo e provavelmente não permaneceria no mesmo estado por muito tempo antes de interagir com alguma coisa. Portanto, na maioria dos casos, a carga de um átomo é a mesma: zero.
Compreendendo os íons
Íons são o nome de átomos que ganharam ou perderam um ou mais elétrons, deixando-os com uma carga líquida. Para átomos que perdem um elétron, eles ganham uma carga positiva e se tornam cátions.
Para átomos que ganham um elétron, eles assumem uma carga líquida negativa e se tornam ânions. Esses são apenas nomes para os íons carregados positivamente e negativamente, para ajudar a distingui-los dos átomos neutros e uns dos outros.
O importante a entender sobre íons é que eles são os únicos tipos de átomo com um carga líquida. Por conveniência, os químicos (e cientistas em geral na maioria dos casos) consideram a carga de um elétron -1, enquanto um próton tem uma carga de +1.
Na verdade, essas são quantidades muito específicas de carga, ± 1,602 × 10-19 coulombs, mas trabalhar com pequenas quantidades como essa raramente é necessário. Para a maioria dos cálculos, você trata isso como uma "unidade" de carga (às vezes dado o símbolo e) e tudo é muito mais simples.
Taxas da tabela periódica para íons
A posição de um elemento na tabela periódica (consulte Recursos) informa o tipo de íons que ele formará, com o elementos à direita formando ânions (carga negativa) e aqueles mais à esquerda formando cátions (positivo cobrar).
Isso ocorre porque a tabela periódica é organizada de acordo com o número de elétrons na "camada" mais externa de um átomo, e os íons são formados com os átomos que perdem ou ganham elétrons de modo que suas camadas externas ficam cheias. Cada “grupo” da tabela periódica está associado a uma carga iônica diferente.
Os primeiros dois grupos têm elementos com apenas um ou dois elétrons em suas camadas externas, grupos 1 e 2, respectivamente. Eles perdem elétrons para ganhar uma carga de +1 ou +2, e os elementos do grupo 13 têm três elétrons em sua camada externa e formam íons com uma carga de +3.
Os elementos do grupo 14 têm quatro elétrons em suas camadas externas e geralmente se ligam covalentemente, mas ganhariam uma carga de +4 se formassem um íon. Os grupos 15, 16 e 17 têm 5, 6 e 7 elétrons em suas camadas externas e ganham elétrons para obter cargas iônicas de −3, −2 e −1, respectivamente.
Os outros elementos (dos grupos intermediários da tabela) não são tão fáceis de classificar porque suas estruturas eletrônicas variam de uma forma um pouco mais complicada.
No entanto, por exemplo, a prata pode formar um íon com carga +1, enquanto o zinco e o cádmio podem ganhar uma carga +2. Para descobrir se um átomo nesses grupos forma íons de forma mais geral e determinar suas cargas, a melhor coisa a fazer é procurar diretamente o elemento no qual você está interessado.