Innehåll
En atom är en av de minsta partiklarna av ett givet element som har dess egenskaper. Det består av en kärna, som har protoner och neutroner, liksom ett elektronmoln som kretsar runt kärnan på olika energiska eller orbitala nivåer. En neutral atom har samma antal protoner och elektroner. Atomer tenderar emellertid att vara stabila med 8 elektroner i sin yttersta omlopp. De kan vinna eller förlora elektroner för att fylla denna omlopp tills de når den summan. Atomen blir en jon med en positiv eller negativ laddning beroende på huruvida det har fått eller förlorat elektroner.
Positiv jon
När en atom förlorar en eller flera elektroner, förlorar den negativ laddning. Detta kan inträffa när en atom närmar sig en annan som har sex eller sju elektroner i sin yttersta omlopp. Eftersom dess kärna ligger i centrum av atomen, och protonerna fastnar där, behåller de alla positiva laddningar. Förlusten av en elektron resulterar i en jon med positiv laddning 1+, förlusten av två elektroner resulterar i en laddning jon 2+ och så vidare. Till exempel, när en natriumatom med 11 protoner förlorar en elektron, lämnar endast 10, kvarstår en högre positiv laddning. Positiva joner kallas katjoner och kan lätt relatera till negativa joner genom upplösning i en vattenhaltig lösning.
Negativ jon
När en atom får en eller flera elektroner, blir den negativ laddning. Detta sker när en atom närmar sig en annan som har en eller två elektroner i sin yttersta omlopp. Kärnan ligger i centrum av atomen och har alla sina protoner. De extra elektronerna producerar en jon med negativ elektrisk laddning, med laddningsbeloppet som motsvarar den mottagna elektronmängden. För att få 1 elektron resulterar i en negativt laddad jon 1-, att få två genererar en laddning jon 2- och så vidare. Till exempel, när en klor (Cl) atom med 17 protoner får 1 elektron, blir det 18 elektroner. Den extra elektronen ger en negativ laddning till jonen. Negativa joner kallas anjoner och kan lätt relatera till positiva joner genom att lösa upp i en vattenhaltig lösning.
effekt
När en atom förvandlas till en jon, är antalet elektroner inte det enda som ändras. Energin i atomen förändras också. Det är nödvändigt att ta bort en elektron från dess omlopp. Denna energi är känd som joniserande energi. I allmänhet är de färre elektronerna där i yttersta omloppet, desto mindre joniserande energi krävs för att avlägsna någon elektron från atomen. Till exempel har natrium (Na) endast 1 elektron i dess yttersta omlopp, så det tar inte mycket energi att ta bort det. Neon har dock 8 elektroner i sin yttersta omlopp, vilket är den ideala konfigurationen för vilken atom som helst. Följaktligen kommer det att ta en extrem mängd energi för att omvandla den atomen till en jon.
Fastämnen och lösningar
När joner kommer samman för att omvandlas till en fast förening, blir de fångade av de elektromagnetiska krafterna mellan jonerna. Till skillnad från kovalenta bindningar, där två atomer delar 2 eller flera elektroner för att nå 8 i deras yttersta omlopp, överförs elektronerna i dessa jonbindningar till en annan atom. Ioner finns vanligtvis i vattenhaltiga lösningar. Detta beror på att de kan röra sig fritt kring vattenmolekyler. Ett exempel på detta inträffar när kokningssaltet (natriumklorid-NaCl) löser sig snabbt i vatten.