Атомы - это мельчайшие частицы, которые все еще сохраняют химические свойства элемента. Они состоят из субатомных частиц, называемых нейтронами, электронами и протонами. Ионы - это заряженные атомы или группы атомов. Ионы могут быть заряжены положительно или отрицательно. Положительно заряженные ионы называются катионами. Отрицательно заряженные ионы называются анионами.
Элементы - это фундаментальные вещества, состоящие из атомов, которые не могут быть химически изменены или разрушены. Атомы состоят из ядра ядра и орбитальных электронов. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны - это маленькие частицы, которые имеют слегка положительный заряд. Нейтроны примерно такого же размера, как протоны. У них нет заряда. Электроны очень маленькие, даже меньше протонов и нейтронов. Электроны имеют слегка отрицательный заряд. Число протонов в ядре атома определяет, из какого элемента он состоит. Количество электронов, особенно валентных электронов, вращающихся вокруг ядра, определяет, насколько реактивным является атом.
Электроны вращаются вокруг ядра атома, потому что они притягиваются к положительно заряженным протонам. Они не прилипают к ядру, потому что их отталкивают отрицательные заряды других электронов. Электроны стремятся вращаться в слоях, называемых оболочками. Каждая оболочка «заполнена», если она содержит октет из восьми электронов. Самая внешняя оболочка удерживает валентные электроны. Валентные электроны определяют, насколько реактивным является элемент. Атомы разных элементов имеют разное количество электронов. Число валентных электронов в атоме можно определить с помощью таблицы Менделеева. В периодической таблице восемь столбцов, а элементы сгруппированы в один из восьми столбцов. Число валентных электронов в элементе соответствует его столбцу, от одного до восьми. Благородные газы в восьмом столбце имеют полный октет валентных электронов и не очень реактивны.
Благородные газы очень стабильны, потому что имеют полную внешнюю оболочку. Большинство элементов, за исключением тяжелых металлов, лантаноидов и актинидов, подчиняются правилу октетов. Правило октетов гласит, что элементы имеют тенденцию вступать в реакции, в результате которых образуется полная валентная оболочка. Атомы с полной внешней оболочкой не очень реактивны, потому что они энергетически стабильны. Атомы обмениваются электронами, чтобы повысить стабильность.
Ионы образуются, когда атомы переносят электроны. Все атомы «хотят» иметь полный октет электронов в своих внешних оболочках. Атомы с семью валентными электронами захотят получить один электрон, чтобы их было восемь. Получить один легче, чем потерять семь. Атомы с одним валентным электроном хотят потерять электрон, чтобы упасть до полной оболочки. Потерять одну легче, чем получить семь. Электроны имеют отрицательный заряд, поэтому атомы, которые получают электрон для завершения своего октета, также получают отрицательный заряд и становятся анионами. Атомы, теряющие электрон, теряют отрицательный заряд и становятся катионами. Атомы, которые теряют или получают несколько электронов, теряют или получают несколько зарядов.