Атоми є будівельними елементами матерії і складають всю структуру, яку можна побачити у спостережуваному Всесвіті. Атоми складаються з позитивно зарядженого ядра, яке оточене хмарою негативно заряджених електронів. У нейтральному атомі кількість позитивно заряджених протонів всередині ядра дорівнює кількості негативно заряджених електронів. Однак атом може отримати або втратити електрон. Атоми, які не є електрично нейтральними, називаються іонами, і приклади атомів, часто зустрічаються в їх іонних, включають натрій, хлор і магній.
Електронні оболонки
Електрони оточують атоми в дискретних оболонках, і кожен тип оболонки може містити фіксовану кількість електронів. Наприклад, s-оболонки можуть містити 2 електрони, а p-оболонки - 6 електронів. Атоми найбільш енергетично стійкі, коли зовнішня електронна оболонка заповнена; тому іноді стабілізується, коли електрон втрачається, виробляючи позитивний іон, або для електрона, який виробляє негативний іон.
Натрію
Нейтральні атоми натрію складаються з 11 протонів і 11 електронів. Натрій має електронну конфігурацію:
1s2 2s2 2p6 3s1
Це означає, що 1s електронна оболонка зайнята 2 електронами і, отже, повна. Оболонки 2s і 2p також повні, але оболонка 3s займає лише 1 електрон. Втрата електрона в 3s-оболонці призводить до більш стабільної електронної конфігурації, оскільки нижня 2p-оболонка повна. Коли атом натрію втрачає зовнішній 3s електрон, він стає позитивно зарядженим. Символом позитивно зарядженого іона натрію є Na +.
Хлор
Атоми хлору складаються з 17 протонів і 17 електронів. Електронна конфігурація хлору:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Оскільки р-оболонка вміщує шість електронів, хлор дуже близький до стабільної електронної конфігурації. 3p-оболонка хлору може отримати необхідний електрон за рахунок того, що атом стає негативно зарядженим. Символом іона хлору є Cl-.
Магній
Атоми магнію складаються з 12 протонів і 12 електронів. Електронна конфігурація магнію:
1s2 2s2 2p6 3s2
Магній може втратити один або два електрони в своїй 3s-оболонці, отримуючи іон із зарядом +1 або +2. Символом іонів магнію є Mg + і Mg2 +, залежно від загального заряду.