Un atom poate fi considerat instabil în unul din cele două moduri. Dacă preia sau pierde un electron, acesta devine încărcat electric și foarte reactiv. Astfel de atomi încărcați electric sunt cunoscuți sub numele de ioni. Instabilitatea poate apărea și în nucleu atunci când numărul de protoni și neutroni este dezechilibrat. Într-un efort de a atinge echilibrul, atomul emite particule sub formă de radiații până când nucleul este stabil. Se spune că acești atomi instabili sunt radioactiv.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Ionii sunt instabili electric și formează rapid legături chimice. Atomii cu nuclei instabili emit radiații până când nucleele devin stabile.
Ce este un atom stabil?
Pentru a înțelege mai bine atomii instabili, ajută la aprecierea a ceea ce constituie stabilitate. În modelul planetar familiar, un atom constă dintr-un nucleu de particule grele încărcate pozitiv, numite protoni și din punct de vedere electric neutru numit neutroni. Orbita nucleului este un nor de electroni mai ușori, încărcați negativ. Protonii și electronii au sarcini egale și opuse.
Când atomul este stabil, are o sarcină electrică netă de 0, ceea ce înseamnă că numărul de protoni este egal cu numărul de electroni. Nucleul este, de asemenea, echilibrat, prin faptul că numărul de protoni este egal cu numărul de neutroni. Un astfel de atom nu este inert. Se poate combina în continuare cu alții pentru a forma compuși chimici, iar tendința sa de a face acest lucru depinde de numărul de electroni de valență sau de acei electroni care pot fi împărțiți cu alți atomi.
Când un atom devine un ion
Când un atom pierde sau câștigă un electron, acesta devine un ion. Dacă câștigă un electron, este un cation și, dacă pierde unul, este un anion. Acest lucru se întâmplă cel mai frecvent în reacțiile chimice, în care atomii împart electroni pentru a forma o coajă exterioară stabilă de 8. De exemplu, molecula de apă este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Atomii de hidrogen își cedează fiecare singur electron pentru a deveni ioni încărcați pozitiv, în timp ce atomul de oxigen acceptă ca aceștia să devină încărcați negativ. Combinația formează o moleculă foarte stabilă, dacă este ușor electrică.
Ionii liberi pot exista în soluție sau în materiale supuse unui câmp electric. Când există în soluție, soluția devine un electrolit, care este capabil să conducă electricitatea. Datorită încărcării lor electrice, ionii au o înclinație mai mare de a combina și forma compuși decât atomii neutri electric.
Instabilitate nucleară sau radioactivitate
Când un nucleu atomic are un exces de protoni sau neutroni, îi aruncă într-un efort de a obține o stare echilibrată. Datorită forței forței care ține nucleul împreună, particulele care ies din nucleele instabile, care se numesc radionuclizi, sunt foarte energice. Aceste nuclee pot emite raze alfa, care sunt compuse din protoni și neutroni; razele beta, care sunt electroni încărcați negativ sau pozitiv; și raze gamma, care sunt fotoni cu energie mare.
Când un radionuclid pierde un neutron, acesta devine un izotop diferit al aceluiași element, dar când pierde un proton, devine cu totul alt element. Atomul continuă să emită radiații radioactive până când atinge un număr stabil de protoni și neutroni. Timpul necesar pentru ca jumătate dintr-un anumit eșantion de izotop particular să se descompună într-o formă stabilă se numește jumătate de viață. Timpii de înjumătățire pot varia de la fracțiuni de secundă în cazul Polonium-215 la miliarde de ani în cazul Uraniului-238.