Innehåll
En atom är en av de minsta partiklarna i ett givet element som har sina egenskaper. Den består av en kärna, som har protoner och neutroner, samt ett moln av elektroner som kretsar kring kärnan vid olika energinivåer eller orbitaler. En neutral atom har samma antal protoner och elektroner. Emellertid tenderar atomer att vara mer stabila med åtta elektroner i sin yttersta omloppsbana. De kan vinna eller förlora elektroner för att fylla den banan tills de når den mängden. Atomen blir en jon med en positiv eller negativ laddning beroende på om den har fått eller förlorat elektroner.
Positiv jon
När en atom förlorar en eller flera elektroner förlorar den en negativ laddning. Detta kan inträffa när en atom närmar sig en annan som har sex eller sju elektroner i sin yttersta omloppsbana. Eftersom kärnan ligger i atomens centrum och protonerna fångas där, behåller den alla positiva laddningar. Förlusten av en elektron resulterar i en jon med en positiv laddning 1+, förlusten av två elektroner resulterar i en jonladdning 2+, och så vidare. Till exempel, när en natriumatom med 11 protoner tappar en elektron och endast lämnar 10, återstår en högre positiv laddning. Positiva joner kallas katjoner, och de kan lätt relatera till negativa joner, som löses upp i en vattenlösning.
Negativ jon
När en atom får en eller flera elektroner får den en negativ laddning. Detta inträffar när en atom närmar sig en annan som har en eller två elektroner i sin yttersta omloppsbana. Kärnan ligger i mitten av atomen och har alla sina protoner. De extra elektronerna producerar en jon med en negativ elektrisk laddning, med mängden laddning lika med mängden mottagna elektroner. Att få en elektron resulterar i en jon med negativ laddning 1, att få två genererar en laddning jon 2- och så vidare. Till exempel, när en kloratom (Cl) med 17 protoner får 1 elektron, får den 18 elektroner. Den extra elektronen adderar negativ laddning till jonen. Negativa joner kallas anjoner, och de kan lätt relatera till positiva joner, som upplöses i en vattenlösning.
Energi
När en atom förvandlas till en jon är inte antalet elektroner det enda som förändras. Energin i atomen förändras också. Det behövs för att ta bort en elektron från dess omlopp. Denna energi är känd som joniseringsenergi. I allmänhet, ju färre elektroner det finns i den yttersta banan, desto mindre joniseringsenergi behövs för att ta bort vissa elektroner från atomen. Till exempel har natrium (Na) bara 1 elektron i sin yttersta omlopp, så det tar inte mycket energi att ta bort det. Neon har emellertid åtta elektroner i sin yttersta omlopp, vilket är den perfekta konfigurationen för alla atomer. Följaktligen kommer det att krävas extremt mycket energi för att förvandla den atomen till en jon.
Torrsubstanser och lösningar
När jonerna kommer samman för att bli en fast förening, fångas de av de elektromagnetiska krafterna mellan jonerna. Till skillnad från kovalenta bindningar, där två atomer delar 2 eller fler elektroner för att nå 8 i sin yttersta omlopp, tilldelas elektronerna i dessa jonbindningar till en annan atom. Joner finns vanligtvis i vattenlösningar. Detta beror på att de kan röra sig fritt runt vattenmolekyler. Ett exempel på detta inträffar när bordssalt (natriumklorid NaCl) löses upp snabbt i vatten.
