Os átomos são os blocos de construção do universo que você vê ao seu redor. Eles são eletricamente neutros, e isso é uma coisa boa para formas de vida como nós. Se os átomos não fossem neutros, eles seriam instáveis e provavelmente não estaríamos aqui. Por que os átomos são neutros eletricamente? A resposta é simples: seus componentes carregados negativamente (elétrons) são completamente balanceados com seus componentes carregados positivamente (prótons). A compreensão disso apresenta ideias-chave para qualquer cientista iniciante e também forma uma ponte para outros tópicos, como a existência de íons não neutros.
TL; DR (muito longo; Não li)
Os átomos são eletricamente neutros porque contêm quantidades iguais de prótons com carga positiva e elétrons com carga negativa. Elétrons e prótons têm cargas iguais, mas opostas, portanto, o resultado não é carga líquida.
Íons são átomos que ganharam ou perderam elétrons. Como resultado, os íons têm uma carga líquida.
Prótons, elétrons e nêutrons
Três partículas importantes formam os átomos e cada uma tem uma carga diferente. O núcleo contém os prótons e nêutrons, e os elétrons ocupam uma “nuvem” ao redor. Os nêutrons não possuem carga elétrica, como o nome sugere. Prótons e elétrons são carregados, mas de forma oposta. Os prótons têm uma carga positiva de 1,6 × 10
−19 coulombs e elétrons têm carga negativa de -1,6 × 10−19 coulombs. Cada próton carrega a mesma carga positiva e cada elétron carrega o oposto, então, em muitos casos, os cientistas dizem apenas +1 para prótons e -1 para elétrons.Os elementos são eletricamente neutros
Os elementos químicos são definidos mais simplesmente pelo número de prótons que possuem. Isso é chamado de número atômico, e a tabela periódica é uma lista sequencial de elementos com números atômicos crescentes. O hidrogênio tem um número atômico de um (significando um próton), o hélio tem dois, o lítio tem três e assim por diante. Cada elemento tem o mesmo número de elétrons orbitando o núcleo central. A carga negativa dos elétrons cancela a carga positiva dos prótons, então, quando você considera a coisa toda, esses átomos são todos eletricamente neutros.
Os nêutrons ficam com os prótons nos núcleos da maioria dos elementos também, mas como não estão carregados, eles não têm um papel a desempenhar no porquê dos átomos serem eletricamente neutros. Alguns elementos existem em mais de uma forma com diferentes números de nêutrons como diferentes isótopos, mas isso afeta sua estabilidade quando se trata de decaimento radioativo, e não de sua carga.
Íons: a exceção à regra
Embora todos os átomos sejam normalmente eletricamente neutros, existem algumas exceções importantes. Se um átomo perder um elétron, então os prótons superam os elétrons e há uma carga líquida de +1. Alguns elementos ganham um elétron e, portanto, um excesso de carga negativa, dando-lhes uma carga líquida de -1.
Estes são chamados de íons, um “cátion” para íons carregados positivamente e um “ânion” para íons carregados negativamente. Embora isso signifique que eles são menos estáveis eletricamente e vão atrair íons de carga oposta, certos elementos são propensos a se comportar dessa maneira caminho porque sua camada de elétrons mais externa está a um ou dois elétrons de estar "cheia" ou a apenas um ou dois elétrons em um novo Concha.