Zawartość
Atom to jedna z najmniejszych cząstek danego pierwiastka, która ma swoje właściwości. Składa się z jądra, które ma protony i neutrony, a także z chmury elektronów krążących wokół jądra na różnych poziomach energii lub orbitali. Neutralny atom ma taką samą liczbę protonów i elektronów. Jednak atomy wydają się być bardziej stabilne z 8 elektronami na ich najbardziej zewnętrznej orbicie. Mogą zyskać 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 zyskał, czy stracił elektrony.
Jon dodatni
Kiedy atom traci jeden lub więcej elektronów, traci ładunek ujemny. Może się to zdarzyć, gdy atom zbliża się do innego, który ma sześć lub siedem elektronów na swojej najbardziej zewnętrznej orbicie. Ponieważ jego jądro znajduje się w centrum atomu, a protony są tam uwięzione, zachowuje wszystkie dodatnie ładunki. Utrata jednego elektronu powoduje powstanie jonu o ładunku dodatnim 1+, utrata dwóch elektronów skutkuje ładunkiem jonów 2+ i tak dalej. Na przykład, gdy atom sodu z 11 protonami traci elektron, pozostawiając tylko 10, pozostaje wyższy ładunek dodatni. Jony dodatnie nazywane są kationami i mogą łatwo odnosić się do jonów ujemnych, rozpuszczając się w roztworze wodnym.
Jon ujemny
Kiedy atom zyskuje jeden lub więcej elektronów, zyskuje ładunek ujemny. Dzieje się tak, gdy atom zbliża się do innego, który ma jeden lub dwa elektrony na swojej najbardziej zewnętrznej orbicie. Jądro znajduje się w centrum atomu i ma wszystkie swoje protony. Dodatkowe elektrony wytwarzają jon o ujemnym ładunku elektrycznym, którego ilość jest równa liczbie otrzymanych elektronów. Uzyskanie 1 elektronu daje w wyniku jon o ładunku ujemnym 1, zdobycie dwóch generuje jon o ładunku 2 i tak dalej. Na przykład, gdy atom chloru (Cl) z 17 protonami zyskuje 1 elektron, otrzymuje 18 elektronów. Dodatkowy elektron dodaje ujemny ładunek do jonu. Jony ujemne nazywane są anionami i mogą łatwo odnosić się do jonów dodatnich, rozpuszczając się w roztworze wodnym.
Energia
Kiedy atom zamienia się w jon, zmienia się nie tylko liczba elektronów. Energia w atomie również się zmienia. Konieczne jest usunięcie elektronu z jego orbity. Ta energia jest znana jako energia jonizacji. Ogólnie rzecz biorąc, im mniej elektronów znajduje się na najbardziej zewnętrznym orbicie, tym mniejsza energia jonizacji będzie potrzebna do usunięcia niektórych elektronów z atomu. Na przykład sód (Na) ma tylko 1 elektron na swoim najbardziej zewnętrznym orbicie, więc jego usunięcie nie wymaga dużo energii. Jednak neon ma 8 elektronów na swoim najbardziej zewnętrznym orbicie, co jest idealną konfiguracją dla każdego atomu. W konsekwencji potrzeba ogromnej ilości energii, aby przekształcić ten atom w jon.
Bryły i rozwiązania
Kiedy jony łączą się, tworząc stały związek, są uwięzione przez siły elektromagnetyczne między jonami. W przeciwieństwie do wiązań kowalencyjnych, w których dwa atomy mają wspólne 2 lub więcej elektronów, aby osiągnąć 8 na swoim najbardziej zewnętrznym orbicie, w tych wiązaniach jonowych elektrony są przypisane do innego atomu. Jony zwykle znajdują się w roztworach wodnych. Dzieje się tak, ponieważ mogą swobodnie poruszać się wokół cząsteczek wody. Przykładem tego jest sytuacja, gdy sól kuchenna (chlorek sodu NaCl) szybko rozpuszcza się w wodzie.
