Normalt har en atom samma antal protoner och elektroner; deras positiva och negativa laddningar balanserar exakt så att atomen är elektriskt neutral. Men om det förlorar eller får elektroner, kallar kemister det en jon. Joner är mer kemiskt aktiva än neutrala atomer eftersom laddningsobalansen drar till sig vissa atomer och stöter bort andra som små magneter. Joner utgör många viktiga kemiska ämnen, inklusive salter, syror och baser.
TL; DR (för lång; Läste inte)
En jon är en atom eller molekyl som har fått eller förlorat elektroner.
Blanda elektroner och joniseringsenergi
Atomen är gjord av en kärna av positivt laddade protoner och neutrala neutroner, omgiven av ett moln av negativt laddade elektroner. När en neutral atom förlorar en elektron är antalet laddningar i protonerna och elektronerna inte längre lika; protonernas positiva laddning vinner ut och atomen blir en jon med en nettoladdning av +1. Atomen håller sina innersta elektroner tätt och greppet på de yttre är mindre starkt. Joniseringsenergi är hur kemister mäter svårigheten att ta bort en elektron.
Att bli en jon
En atom kan förlora elektroner från att kollidera med joner och andra laddade partiklar eller från exponering för stark elektromagnetisk strålning som röntgenstrålning. Jonisering sker i närvaro av starka elektriska fält; när du slår på en lysrör joniserar en hög spänning gasen inuti glödlampan. Blixtar joniserar också atomer. Att lösa upp vissa ämnen i vatten, såsom salt, joniserar atomerna.
En atom kan bli en negativ jon genom att fånga en närliggande elektron.
Metaller: Positiva joner
Atomerna för de flesta metaller på vänster sida och mitt i det periodiska systemet förlorar lätt en eller flera elektroner och lämnar dem positivt laddade. Exempel inkluderar natrium, som förlorar en elektron för att bli natriumjonen, och koppar, som under normala förhållanden kan förlora upp till tre elektroner.
Halogener: Negativa joner
I det periodiska systemet är den sista kolumnen en grupp element som kallas halogener. Dessa är mycket reaktiva ämnen, mestadels gaser, som lätt får en elektron och lämnar dem negativt joniserade. Halogenerna inkluderar fluor, klor och brom, alla mycket frätande ämnen som kräver noggrann hantering och lagring.
Salter, syror och baser
Vissa salter bildas från parningen av en positiv metalljon, såsom natrium, och en negativt laddad icke-metalljon, såsom klor. De motsatta laddningarna av varje jon lockar den andra och bildar en kemisk bindning. Syror och baser är ämnen som joniseras när de löses i vatten. Till exempel delar sig saltsyra (HCl) i positiva vätejoner och negativa kloridjoner i vatten. Baserna är lika; kaliumhydroxid (KOH), till exempel, bryts upp till positiva kaliumjoner och negativa hydroxid (OH) -joner i vatten. Observera att hydroxid inte är en enda joniserad atom, utan en joniserad molekyl.