Зміст
Атом є однією з найдрібніших частинок даного елемента, що має свої властивості. Вона складається з ядра, яке має протони і нейтрони, а також хмари електронів, які обертаються навколо ядра на різних енергетичних або орбітальних рівнях. Нейтральний атом має таку ж кількість протонів і електронів. Проте атоми прагнуть бути більш стабільними з 8 електронами у своїй зовнішній орбіті. Вони можуть отримати або втратити електрони, щоб заповнити цю орбіту, поки не досягнуть цієї кількості. Атом стає іоном з позитивним або негативним зарядом залежно від того, чи отримав він або втратив електрони.
Позитивний іон
Коли атом втрачає один або більше електронів, він втрачає негативний заряд. Це може статися, коли один атом наближається до іншого, який має шість або сім електронів у своїй зовнішній орбіті. Оскільки його ядро розташоване в центрі атома, а протони там застрягли, він зберігає всі позитивні заряди. Втрата електрона призводить до отримання іона з позитивним зарядом 1+, втрата двох електронів приводить до іон заряду 2+ і так далі. Наприклад, коли атом натрію з 11 протонами втрачає один електрон, залишаючи лише 10, залишається більш високий позитивний заряд. Позитивні іони називаються катіонами і можуть легко зв'язатись з негативними іонами шляхом розчинення у водному розчині.
Негативний іон
Коли атом набуває один або більше електронів, він отримує негативний заряд. Це відбувається, коли один атом наближається до іншого, який має один або два електрони у своїй зовнішній орбіті. Ядро розташоване в центрі атома і має всі його протони. Додаткові електрони продукують іон з негативним електричним зарядом, при цьому величина заряду дорівнює кількості отриманих електронів. Отримання 1 електрона призводить до негативно зарядженого іона 1, отримання двох генерує іон заряду 2-, і так далі. Наприклад, коли атом хлору (Cl) з 17 протонами отримує 1 електрон, він отримує 18 електронів. Додатковий електрон додає до іона негативний заряд. Негативні іони називаються аніонами і можуть легко ставитися до позитивних іонів шляхом розчинення у водному розчині.
Енергія
Коли атом перетворюється на іон, число електронів не єдине, що змінюється. Енергія в атомі також змінюється. Необхідно видалити електрон з його орбіти. Ця енергія відома як іонізуюча енергія. Як правило, чим менше електронів у зовнішній орбіті, тим менше іонізуючої енергії потрібно для видалення електрона з атома. Наприклад, натрій (Na) має лише 1 електрон у своїй зовнішній орбіті, тому для видалення не потрібно багато енергії. Проте неон має 8 електронів у своїй зовнішній орбіті, що є ідеальною конфігурацією для будь-якого атома. Отже, це займе величезну кількість енергії для перетворення цього атома в іон.
Тверді тіла і розчини
Коли іони збираються разом, щоб перетворитися на тверде з'єднання, вони потрапляють в пастку електромагнітними силами між іонами. На відміну від ковалентних зв'язків, де два атоми мають 2 або більше електронів, щоб досягти 8 у своїй зовнішній орбіті, в цих іонних зв'язках електрони переходять до іншого атома. Іони зазвичай знаходяться у водних розчинах. Це відбувається тому, що вони можуть вільно рухатися навколо молекул води. Прикладом цього є те, що кухонна сіль (хлорид натрію NaCl) швидко розчиняється у воді.