В большинстве случаев определить заряд атома легко, но не во всех. Атомы удерживаются вместе за счет электромагнитных сил между протонами в ядре и окружающими его электронами, а это означает, что большую часть времени на самом деле особо не над чем работать.
Но когда элементы теряют или приобретают электрон (или более одного) и становятся ионы, все становится немного сложнее, и вам придется свериться с периодической таблицей, чтобы узнать, какой вероятный заряд будет.
Заряд стихий
В стандартных формах элементы имеют нет нетто. Число положительно заряженных протонов идеально сбалансировано числом отрицательно заряженных электронов, и заряды на каждом из них противоположны, но имеют равную величину.
Это имеет смысл как «естественное» состояние атома, потому что, если бы они имели чистый заряд, они были бы намного сильнее. более реактивен и, вероятно, не будет оставаться в одном и том же состоянии очень долго, прежде чем взаимодействовать с что-нибудь. Так что в большинстве случаев заряд атома один и тот же: ноль.
Понимание ионов
Ионы - это названия атомов, которые получили или потеряли один или несколько электронов, оставив их с чистым зарядом. Атомы, теряющие электрон, приобретают положительный заряд и становятся катионами.
Для атомов, которые получают электрон, они приобретают чистый отрицательный заряд и становятся анионами. Это просто названия положительно и отрицательно заряженных ионов, чтобы помочь отличить их от нейтральных атомов и друг от друга.
Об ионах важно понимать, что это единственные типы атомов с результирующий заряд. Для удобства химики (и в большинстве случаев ученые в целом) принимают заряд электрона равным -1, в то время как заряд протона равен +1.
На самом деле это очень конкретные величины заряда, ± 1,602 × 10-19 кулонов, но работа с такими крошечными количествами редко бывает необходима. Для большинства расчетов вы рассматриваете это как «единицу» заряда (иногда обозначается символом е) и все намного проще.
Заряды ионов в Периодической таблице
Положение элемента в периодической таблице (см. Раздел "Ресурсы") говорит вам о типе ионов, которые он будет образовывать, а элементы справа, образующие анионы (отрицательный заряд), и элементы слева, образующие катионы (положительный заряд). заряжать).
Это потому, что таблица Менделеева устроена в соответствии с количеством электронов во внешней «оболочке». атома, и ионы образуются с атомами, которые либо теряют, либо приобретают электроны, так что их внешние оболочки становятся полными. Каждая «группа» периодической таблицы связана с различным зарядом иона.
Первые две группы имеют элементы только с одним или двумя электронами в их внешних оболочках, группы 1 и 2 соответственно. Они теряют электроны, чтобы получить заряд +1 или +2, а элементы группы 13 имеют три электрона на своей внешней оболочке и образуют ионы с зарядом +3.
Элементы группы 14 имеют четыре электрона на своих внешних оболочках и обычно связаны ковалентно, но они получат заряд +4, если образуют ион. Группы 15, 16 и 17 имеют 5, 6 и 7 электронов на своих внешних оболочках и получают электроны, чтобы получить ионные заряды -3, -2 и -1 соответственно.
Остальные элементы (из средних групп таблицы) не так легко классифицировать, потому что их электронные структуры различаются несколько более сложным образом.
Однако, например, серебро может образовывать ион с зарядом +1, тогда как цинк и кадмий могут получать заряд +2. Чтобы выяснить, образуют ли атомы этих групп ионы в более общем смысле, и определить их заряды, лучше всего напрямую найти интересующий вас элемент.