วิธีการคำนวณประจุของไอออน

อะตอมมีความปรารถนาที่จะสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนเพื่อให้มีความเสถียร เมื่อพวกเขาได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนไปแล้ว พวกมันก็มีประจุที่เกี่ยวข้องกับพวกมัน เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนของพวกมันไม่สมดุลกันอีกต่อไป แต่อะไรเป็นตัวกำหนดว่าเกิดอะไรขึ้นกับอิเล็กตรอนของอะตอม? ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกเวเลนซ์ของอะตอม

ในการหาจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม คุณเพียงแค่ดูที่เลขอะตอม จำนวน อิเล็กตรอน = เลขอะตอม. คลอรีนมีเลขอะตอม 17 หมายความว่ามีอิเล็กตรอน 17 ตัว

คลอรีนจะสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าอิเล็กตรอน 17 ตัวนี้ได้รับการกำหนดค่ารอบนิวเคลียสอย่างไร

การสูญเสียหรือการเพิ่มของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นเพื่อทำให้อะตอมมีเสถียรภาพมากขึ้น ทันทีที่กระบวนการนี้เกิดขึ้น จะไม่เรียกว่าอะตอมอีกต่อไป แต่เรียกว่า an ไอออน.

คุณสามารถนึกถึงอิเล็กตรอนที่เรียงเป็นวงรอบนิวเคลียสของอะตอม วงแหวนแรกต้องมีอิเลคตรอน 2 ตัวจึงจะเต็ม ต่อไปต้องมีแปด โดยทั่วไป เมื่อเปลือกความจุเต็ม อะตอมจะมีความสุข ไม่ต้องการรับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน

วาเลนซ์เชลล์ คือเปลือกนอกสุดของอิเล็กตรอนรอบอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกนี้มีความสำคัญในการพิจารณาว่าอะตอมจะตอบสนองอย่างไรและประจุของไอออนจะกลายเป็นอย่างไร

องค์ประกอบหลายอย่างที่คุณนึกถึงบ่อยที่สุดในชั้นเรียนชีววิทยาและเคมีจำเป็นต้องมีอิเล็กตรอนแปดตัวในเปลือกเวเลนซ์เพื่อให้มีความเสถียร นี้เรียกว่า กฎออกเตต.

สมมติว่าคุณรู้ว่าอะตอมบางตัวมีอิเล็กตรอน 10 ตัว (คุณสามารถทราบได้ว่านี่คือองค์ประกอบใด) วาเลนซ์เชลล์จะมีกี่อัน? ก่อนอื่นคุณต้องเอาสองจาก 10 เนื่องจากวงแรกมีการเลือกตั้ง 2 ครั้ง ทำให้เหลืออิเล็กตรอนแปดตัว นั่นหมายความว่าในเปลือกความจุมีอิเล็กตรอนแปดตัวและเปลือกความจุนั้นเต็ม

ถ้าวาเลนซ์เชลล์เต็ม จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น อะตอมจะไม่แตกตัวเป็นไอออน เป็นผลให้จะไม่มีค่าใช้จ่ายในอะตอม

ในตัวอย่างนี้ คุณมีนีออน (คุณคิดว่าเป็นนีออนหรือไม่) นีออนมีเปลือกวาเลนซ์เต็ม ดังนั้นจึงไม่มีประจุ จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อวาเลนซ์เชลล์ไม่เต็ม?

อะตอมต้องการมีเปลือกความจุเต็ม และพวกเขาต้องการทำมันให้ง่ายที่สุด

ตัวอย่างเช่น ลองดูคลอรีนอีกครั้ง มีอิเล็กตรอน 17 ตัว มีกี่วาเลนซ์? สองระดับแรกจะเต็มไปด้วย 10 อิเล็กตรอน นั่นหมายความว่ามีอิเล็กตรอนเหลืออยู่เจ็ดตัวในเปลือกเวเลนซ์ ซึ่งหมายความว่าคลอรีนต้องการรับอิเล็กตรอนเพื่อให้มีเปลือกความจุที่สมบูรณ์ เมื่อมันได้รับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจะเกิดอะไรขึ้นกับประจุ?

ในการเริ่มต้น อิเล็กตรอนและโปรตอนจะสมดุลกัน คลอรีนมีอิเล็กตรอน 17 ตัว (ประจุ -17) และโปรตอน 17 ตัว (ประจุ +17) ดังนั้นประจุโดยรวมจึงเป็นศูนย์ เมื่อคลอรีนได้รับอิเลคตรอน ผลรวมจะกลายเป็น -1 เนื่องจากขณะนี้มีอิเล็กตรอน 18 ตัวและยังคงมีโปรตอนอยู่ 17 ตัว เป็นผลให้คลอรีนเป็นไอออนที่มีประจุลบ มันเขียนว่า: Cl^-.

ประจุลบเรียกว่า แอนไอออน. แล้วไอออนที่มีประจุบวกล่ะ? พวกเขาถูกเรียกว่า ไพเพอร์. ดูตัวอย่างนี้ว่าไอออนบวกก่อตัวอย่างไร:

แมกนีเซียมเป็นเลขอะตอม 12 นั่นหมายความว่ามีอิเล็กตรอน 12 ตัวและโปรตอน 12 ตัว ตอนนี้ การเลือกตั้งมีการกำหนดค่าอย่างไร และมีอิเล็กตรอนอยู่ในเปลือกเวเลนซ์กี่ตัว?

เปลือกสองอันแรกเต็ม อันแรกมีอิเล็กตรอนสองตัว และอันที่สองมีแปด สิ่งที่เหลืออยู่คืออิเล็กตรอนสองตัวในเปลือกเวเลนซ์ ตอนนี้ อะตอมสามารถรับอิเล็กตรอนได้ 6 ตัวเพื่อให้เป็นแปดสำหรับเปลือกเต็ม หรืออาจสูญเสียสองอิเล็กตรอนเพื่อทำให้เป็นเปลือกเต็ม วิธีที่สองง่ายกว่ามาก เป็นผลให้แมกนีเซียมสูญเสียอิเล็กตรอนสองตัว

หลังจากสูญเสียอิเล็กตรอนไป 2 ตัว ประจุบนอะตอมจะกลายเป็น +2 เนื่องจากขณะนี้มีอิเล็กตรอน 10 ตัว (-10) และ 12 โปรตอน (+12) มันเขียนว่า: Mg²⁺.

มีแนวโน้มการเกิดไอออนในตารางธาตุ กลุ่มที่ 1, 2, 13 และ 14 มีแนวโน้มที่จะมีประจุบวก ซึ่งหมายความว่าพวกเขาค่อนข้างจะสูญเสียอิเล็กตรอนบางส่วนเพื่อไปยังเปลือกความจุที่สมบูรณ์

กลุ่มที่ 15, 16 และ 17 มักจะมีประจุเป็นลบ เพราะพวกมันค่อนข้างจะรับอิเล็กตรอนเพื่อไปยังเปลือกเวเลนซ์ที่สมบูรณ์

สุดท้ายในกลุ่มที่ 18 คือก๊าซมีตระกูล อิลิเมนต์เหล่านี้มีวาเลนซ์เชลล์ที่สมบูรณ์อยู่แล้ว ด้วยเหตุนี้จึงไม่น่าจะสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนและมีความเสถียรอย่างยิ่ง