Атомы являются строительными блоками материи и составляют все структуры, которые можно увидеть в наблюдаемой Вселенной. Атомы состоят из положительно заряженного ядра, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. В нейтральном атоме количество положительно заряженных протонов в ядре равно количеству отрицательно заряженных электронов. Однако атом может получить или потерять электрон. Атомы, которые не являются электрически нейтральными, называются ионами, и примеры атомов, часто встречающихся в их ионной форме, включают натрий, хлор и магний.
Электронные оболочки
Электроны окружают атомы дискретными оболочками, и каждый тип оболочки может содержать фиксированное количество электронов. Например, s-оболочки могут содержать 2 электрона, а p-оболочки могут содержать 6 электронов. Атомы наиболее энергетически стабильны, когда внешняя электронная оболочка заполнена; поэтому иногда это стабилизирует потерю электрона с образованием положительного иона или получение электрона с образованием отрицательного иона.
Натрий
Нейтральные атомы натрия состоят из 11 протонов и 11 электронов. Натрий имеет электронную конфигурацию:
1с2 2с2 2п6 3с1
Это означает, что электронная оболочка 1s занята 2 электронами и, следовательно, заполнена. Оболочки 2s и 2p также заполнены, но оболочка 3s занята только 1 электроном. Потеря электрона в 3s-оболочке приводит к более стабильной электронной конфигурации, поскольку нижняя 2p-оболочка заполнена. Когда атом натрия теряет свой внешний 3s-электрон, он становится положительно заряженным. Символ положительно заряженного иона натрия - Na +.
Хлор
Атомы хлора состоят из 17 протонов и 17 электронов. Электронная конфигурация хлора:
1с2 2с2 2п6 3с2 3п5
Поскольку p-оболочка может содержать шесть электронов, хлор очень близок к стабильной электронной конфигурации. 3p-оболочка хлора может получить требуемый электрон за счет отрицательного заряда атома. Символ иона хлора - Cl-.
Магний
Атомы магния состоят из 12 протонов и 12 электронов. Электронная конфигурация магния:
1с2 2с2 2п6 3с2
Магний может потерять один или два электрона в своей 3s оболочке, давая ион с зарядом +1 или +2. Символы для ионов магния - Mg + и Mg2 +, в зависимости от общего заряда.