Содержание
Атом - одна из самых маленьких частиц данного элемента, обладающая своими свойствами. Он состоит из ядра, в котором есть протоны и нейтроны, а также облака электронов, вращающихся вокруг ядра на разных уровнях энергии, или орбиталях. У нейтрального атома такое же количество протонов и электронов. Однако атомы, как правило, более стабильны с 8 электронами на их внешней орбите. Они могут набирать или терять электроны, чтобы заполнить эту орбиту, пока не достигнут этого количества. Атом становится ионом с положительным или отрицательным зарядом в зависимости от того, получил он электроны или потерял.
Положительный ион
Когда атом теряет один или несколько электронов, он теряет отрицательный заряд. Это может произойти, когда атом приближается к другому, имеющему шесть или семь электронов на своей внешней орбитали. Поскольку его ядро находится в центре атома, и протоны задерживаются там, он сохраняет все положительные заряды. Потеря одного электрона приводит к иону с положительным зарядом 1+, потеря двух электронов приводит к заряду иона 2+ и так далее. Например, когда атом натрия с 11 протонами теряет электрон, оставляя только 10, остается более высокий положительный заряд. Положительные ионы называются катионами, и они могут легко соотноситься с отрицательными ионами, растворяясь в водном растворе.
Отрицательный ион
Когда атом получает один или несколько электронов, он приобретает отрицательный заряд. Это происходит, когда атом приближается к другому, имеющему один или два электрона на внешней орбитали. Ядро находится в центре атома и имеет все протоны. Дополнительные электроны производят ион с отрицательным электрическим зарядом, величина заряда которого равна количеству полученных электронов. Получение 1 электрона приводит к иону с отрицательным зарядом 1-, получение двух генерирует ион с зарядом 2- и так далее. Например, когда атом хлора (Cl) с 17 протонами получает 1 электрон, он получает 18 электронов. Дополнительный электрон добавляет иону отрицательный заряд. Отрицательные ионы называются анионами, и они легко могут относиться к положительным ионам, растворяясь в водном растворе.
Энергия
Когда атом превращается в ион, изменяется не только количество электронов. Меняется и энергия в атоме. Это необходимо для удаления электрона с его орбитали. Эта энергия известна как энергия ионизации. В общем, чем меньше электронов находится на внешней орбитали, тем меньше энергии ионизации потребуется для удаления части электронов из атома. Например, натрий (Na) имеет только 1 электрон на своей внешней орбитали, поэтому для его удаления не требуется много энергии. Однако неон имеет 8 электронов на своей внешней орбитали, что является идеальной конфигурацией для любого атома. Следовательно, чтобы превратить этот атом в ион, потребуется огромное количество энергии.
Твердые тела и растворы
Когда ионы объединяются в твердое вещество, они захватываются электромагнитными силами между ионами. В отличие от ковалентных связей, где два атома разделяют 2 или более электронов, чтобы достичь 8 на своей внешней орбитали, в этих ионных связях электроны относятся к другому атому. Ионы обычно находятся в водных растворах. Это потому, что они могут свободно перемещаться вокруг молекул воды. Например, это происходит, когда поваренная соль (хлорид натрия NaCl) быстро растворяется в воде.
