เหตุใดอะตอมจึงเป็นกลางทางไฟฟ้า

อะตอมเป็นหน่วยการสร้างของจักรวาลที่คุณเห็นรอบตัวคุณ พวกมันเป็นกลางทางไฟฟ้า และนั่นเป็นสิ่งที่ดีสำหรับสิ่งมีชีวิตเช่นเรา ถ้าอะตอมไม่เป็นกลาง มันก็จะมีความไม่เสถียร และเราคงไม่อยู่ที่นี่ ทำไมอะตอมถึงเป็นกลางทางไฟฟ้า? คำตอบนั้นง่ายมาก: ส่วนประกอบที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอน) มีความสมดุลอย่างสมบูรณ์กับส่วนประกอบที่มีประจุบวก (โปรตอน) การทำความเข้าใจสิ่งนี้จะแนะนำให้คุณรู้จักกับแนวคิดหลักสำหรับนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ และยังสร้างสะพานเชื่อมไปยังหัวข้ออื่นๆ เช่น การมีอยู่ของไอออนที่ไม่เป็นกลาง

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

อะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้าเนื่องจากมีโปรตอนที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบในปริมาณเท่ากัน อิเล็กตรอนและโปรตอนมีประจุเท่ากันแต่ตรงกันข้าม ดังนั้นผลลัพธ์จึงไม่มีประจุสุทธิ

ไอออนเป็นอะตอมที่ได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน เป็นผลให้ไอออนมีประจุสุทธิ

อนุภาคสำคัญสามตัวประกอบกันเป็นอะตอม และแต่ละอนุภาคมีประจุต่างกัน นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน และอิเล็กตรอนครอบครอง "ก้อนเมฆ" ที่อยู่รอบนอก นิวตรอนไม่มีประจุไฟฟ้าตามชื่อของมัน โปรตอนและอิเล็กตรอนมีประจุแต่ตรงกันข้าม โปรตอนมีประจุบวก 1.6 × 10

องค์ประกอบทางเคมีถูกกำหนดอย่างง่าย ๆ ด้วยจำนวนโปรตอนที่มีอยู่ นี่เรียกว่าเลขอะตอมของพวกมัน และตารางธาตุเป็นรายการลำดับของธาตุที่มีเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ไฮโดรเจนมีเลขอะตอมหนึ่ง (หมายถึงโปรตอนหนึ่งตัว) ฮีเลียมมี 2 ตัวลิเธียมมีสามตัวเป็นต้น ทุกองค์ประกอบมีจำนวนอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสกลางเท่ากัน ประจุลบจากอิเล็กตรอนจะตัดประจุบวกออกจากโปรตอน ดังนั้นเมื่อคุณพิจารณาถึงสิ่งทั้งปวง อะตอมเหล่านี้ล้วนเป็นกลางทางไฟฟ้า

นิวตรอนนั่งอยู่กับโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุส่วนใหญ่เช่นกัน แต่เนื่องจากพวกมันไม่มีประจุ พวกมันจึงไม่มีส่วนสำคัญว่าทำไมอะตอมถึงเป็นกลางทางไฟฟ้า องค์ประกอบบางอย่างมีอยู่ในรูปแบบมากกว่าหนึ่งรูปแบบโดยมีจำนวนนิวตรอนต่างกันเป็นไอโซโทปที่แตกต่างกัน แต่สิ่งนี้ส่งผลต่อความเสถียรของธาตุเหล่านี้เมื่อเกิดการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีมากกว่าประจุ

แม้ว่าอะตอมทั้งหมดจะเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่ก็มีข้อยกเว้นที่สำคัญบางประการ ถ้าอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอน โปรตอนจะมีจำนวนมากกว่าอิเล็กตรอน และมีประจุสุทธิ +1 ธาตุบางชนิดได้รับอิเล็กตรอนและมีประจุลบมากเกินไป ทำให้มีประจุสุทธิเป็น -1

สิ่งเหล่านี้เรียกว่าไอออน "ไอออนบวก" สำหรับไอออนที่มีประจุบวกและ "ประจุลบ" สำหรับไอออนที่มีประจุลบ แม้ว่านี่จะหมายความว่าพวกมันมีความเสถียรทางไฟฟ้าน้อยกว่าและจะดึงดูดไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน แต่องค์ประกอบบางอย่างมีแนวโน้มที่จะแสดงพฤติกรรมนี้ เนื่องจากเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของพวกมันมีอิเล็กตรอนหนึ่งหรือสองตัวอยู่ห่างจาก "เต็ม" หรือเพียงหนึ่งหรือสองอิเล็กตรอนเข้าสู่อิเล็กตรอนใหม่ เปลือก.