วิธีการกำหนดประจุของอะตอม

การพิจารณาประจุของอะตอมเป็นเรื่องง่ายในกรณีส่วนใหญ่ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด อะตอมถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนรอบ ๆ ตัว ซึ่งหมายความว่าโดยมากแล้วแทบจะไม่มีงานอะไรให้แก้ไขมากนัก

แต่เมื่อธาตุสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอน (หรือมากกว่าหนึ่งตัว) และกลายเป็น ไอออนสิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อยและคุณต้องปรึกษาตารางธาตุเพื่อค้นหาว่าประจุนั้นน่าจะเป็นเท่าใด

ในรูปแบบมาตรฐาน องค์ประกอบมี ไม่มีค่าใช้จ่ายสุทธิ. จำนวนโปรตอนที่มีประจุบวกจะสมดุลกันอย่างสมบูรณ์แบบด้วยจำนวนอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ และประจุของประจุแต่ละตัวจะอยู่ตรงข้ามกันแต่มีขนาดเท่ากัน

สิ่งนี้สมเหตุสมผลในฐานะสถานะ "ตามธรรมชาติ" ของอะตอม เพราะถ้าพวกมันมีประจุสุทธิ พวกมันก็จะมาก ปฏิกิริยามากกว่าและมีแนวโน้มว่าจะไม่อยู่ในสถานะเดิมนานมากก่อนที่จะโต้ตอบกับ บางสิ่งบางอย่าง ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่ ประจุของอะตอมจะเท่ากัน: ศูนย์

ไอออนเป็นชื่อของอะตอมที่ได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ทำให้มีประจุสุทธิ สำหรับอะตอมที่สูญเสียอิเล็กตรอน พวกมันจะได้รับประจุบวกและกลายเป็นไอออนบวก

สำหรับอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอน พวกมันจะมีประจุลบสุทธิและกลายเป็นแอนไอออน นี่เป็นเพียงชื่อของไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ เพื่อช่วยแยกความแตกต่างระหว่างอะตอมที่เป็นกลางและจากกันและกัน

สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจเกี่ยวกับไอออนก็คือมันเป็นอะตอมชนิดเดียวที่มี a ค่าใช้จ่ายสุทธิ. เพื่อความสะดวก นักเคมี (และนักวิทยาศาสตร์โดยส่วนใหญ่) กำหนดให้อิเล็กตรอนเป็น -1 ในขณะที่โปรตอนมีประจุ +1

จริง ๆ แล้วสิ่งเหล่านี้เป็นจำนวนเงินที่เฉพาะเจาะจงมาก ± 1.602 × 10 ×^-19 คูลอมบ์ แต่การทำงานกับปริมาณเล็กน้อยเช่นนี้แทบไม่มีความจำเป็น สำหรับการคำนวณส่วนใหญ่ คุณจะถือว่านี่เป็น "หน่วย" ของค่าใช้จ่าย (บางครั้งให้สัญลักษณ์ อี) และทุกอย่างง่ายกว่ามาก

ตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ (ดูข้อมูล) จะบอกคุณถึงประเภทของไอออนที่จะก่อตัวขึ้นด้วย, องค์ประกอบบนแอนไอออนที่ก่อตัวด้านขวา (ประจุลบ) และไอออนบวกที่ก่อตัวทางซ้าย (ประจุบวก ค่าใช้จ่าย)

เนื่องจากตารางธาตุจัดเรียงตามจำนวนอิเล็กตรอนใน “เปลือก” นอกสุด ของอะตอมและไอออนจะถูกสร้างขึ้นโดยอะตอมสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนเพื่อให้เปลือกนอกของพวกมันเต็ม แต่ละ “กลุ่ม” ของตารางธาตุสัมพันธ์กับประจุไอออนที่แตกต่างกัน

สองกลุ่มแรกมีองค์ประกอบที่มีอิเล็กตรอนเพียงหนึ่งหรือสองตัวในเปลือกนอกของพวกเขา กลุ่มที่ 1 และ 2 ตามลำดับ การสูญเสียอิเล็กตรอนเหล่านี้จะได้รับประจุ +1 หรือ +2 และองค์ประกอบกลุ่ม 13 มีอิเล็กตรอนสามตัวในเปลือกนอกของพวกมันและก่อตัวเป็นไอออนที่มีประจุ +3

องค์ประกอบกลุ่มที่ 14 มีอิเล็กตรอนสี่ตัวในเปลือกนอกของพวกมัน และมักจะพันธะโควาเลนต์ แต่พวกมันจะได้รับประจุ +4 หากพวกมันก่อตัวเป็นไอออน กลุ่มที่ 15, 16 และ 17 มีอิเล็กตรอน 5, 6 และ 7 ตัวในเปลือกนอกและได้รับอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้ประจุไอออนิก −3, −2 และ -1 ตามลำดับ

องค์ประกอบอื่นๆ (จากกลุ่มกลางของตาราง) นั้นไม่ง่ายที่จะจำแนกเนื่องจากโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบนั้นแตกต่างกันไปในลักษณะที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย

อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างเช่น เงินสามารถสร้างไอออนที่มีประจุ +1 ในขณะที่สังกะสีและแคดเมียมสามารถได้รับประจุ +2 หากต้องการทราบว่าอะตอมในกลุ่มเหล่านี้ก่อตัวเป็นไอออนโดยทั่วไปและกำหนดประจุของพวกมันหรือไม่ วิธีที่ดีที่สุดคือค้นหาองค์ประกอบที่คุณสนใจโดยตรง