Zawartość
Atom jest jedną z najmniejszych cząstek danego elementu, który ma swoje właściwości. Składa się z jądra, które ma protony i neutrony, a także chmurę elektronów krążących wokół jądra na różnych poziomach energetycznych lub orbitalnych. Neutralny atom ma taką samą liczbę protonów i elektronów. Jednak atomy wydają się być bardziej stabilne przy 8 elektronach na ich zewnętrznej orbicie. Mogą zdobyć lub stracić elektrony, aby wypełnić tę orbitę, dopóki nie osiągną tej ilości. Atom staje się jonem o ładunku dodatnim lub ujemnym, w zależności od tego, czy uzyskał lub utracił elektrony.
Dodatni jon
Gdy atom traci jeden lub więcej elektronów, traci ładunek ujemny. Może się to zdarzyć, gdy jeden atom zbliża się do drugiego, który ma sześć lub siedem elektronów w swoim najbardziej zewnętrznym orbicie. Ponieważ jej jądro znajduje się w środku atomu, a protony tam się utknęły, zachowuje wszystkie ładunki dodatnie. Utrata elektronu powoduje powstanie jonu z dodatnim ładunkiem 1+, utrata dwóch elektronów powoduje jon ładunku 2+ i tak dalej. Na przykład, gdy atom sodu z 11 protonami traci jeden elektron, pozostawiając tylko 10, pozostaje wyższy ładunek dodatni. Jony dodatnie są nazywane kationami i mogą łatwo odnosić się do jonów ujemnych poprzez rozpuszczanie w roztworze wodnym.
Jon ujemny
Gdy atom zyskuje jeden lub więcej elektronów, zyskuje ładunek ujemny. Dzieje się tak, gdy jeden atom zbliża się do drugiego, który ma jeden lub dwa elektrony w swoim najbardziej zewnętrznym orbicie. Jądro znajduje się w centrum atomu i ma wszystkie swoje protony. Dodatkowe elektrony wytwarzają jon o ujemnym ładunku elektrycznym, przy czym ilość ładunku jest równa ilości otrzymanych elektronów. Uzyskanie 1 elektronu powoduje powstanie ujemnie naładowanego jonu 1-, uzyskując dwa generuje jon ładunku 2- i tak dalej. Na przykład, gdy atom chloru (Cl) z 17 protonami zyskuje 1 elektron, otrzymuje 18 elektronów. Dodatkowy elektron dodaje ładunek ujemny do jonu. Jony ujemne nazywane są anionami i mogą łatwo wiązać się z jonami dodatnimi poprzez rozpuszczanie w roztworze wodnym.
Energia
Gdy atom zamienia się w jon, liczba elektronów nie jest jedyną zmianą. Zmienia się także energia w atomie. Konieczne jest usunięcie elektronu z jego orbitalu. Ta energia jest znana jako energia jonizująca. Ogólnie rzecz biorąc, im mniej elektronów znajduje się w zewnętrznym orbicie, tym mniej energii jonizującej jest wymagane do usunięcia części elektronu z atomu. Na przykład sód (Na) ma tylko 1 elektron w swoim najbardziej zewnętrznym orbicie, więc jego usunięcie nie wymaga wiele energii. Jednakże neon ma 8 elektronów w swoim najbardziej zewnętrznym orbicie, co jest idealną konfiguracją dla każdego atomu. W konsekwencji zajmie to ogromną ilość energii, aby przekształcić ten atom w jon.
Ciała stałe i rozwiązania
Gdy jony spotykają się, aby przekształcić się w stały związek, zostają uwięzione przez siły elektromagnetyczne między jonami. W przeciwieństwie do wiązań kowalencyjnych, gdzie dwa atomy dzielą 2 lub więcej elektronów, aby osiągnąć 8 w swoim najbardziej zewnętrznym orbicie, w tych wiązaniach jonowych elektrony są przenoszone na inny atom. Jony zwykle występują w roztworach wodnych. Dzieje się tak, ponieważ mogą one swobodnie poruszać się wokół cząsteczek wody. Przykładem tego jest sytuacja, gdy sól kuchenna (chlorek sodu NaCl) rozpuszcza się szybko w wodzie.