En atom har normalt samma antal protoner och elektroner; deras positiva och negativa laddningar balanserar exakt så atomen är elektriskt neutral. Men om den tappar eller får elektroner, kallar kemister det en jon. Joner är mer kemiskt aktiva än neutrala atomer eftersom laddningsobalansen lockar till vissa atomer och avvisar andra som små magneter. Joner utgör många viktiga kemiska ämnen, inklusive salter, syror och baser.
TL; DR (för lång; har inte läst) |
En jon är en atom eller molekyl som har fått eller förlorade elektroner.
Blanda elektroner och joniseringsenergi
Atomen är gjord av en kärna av positivt laddade protoner och neutrala neutroner, omgiven av ett moln av negativt laddade elektroner. När en neutral atom tappar en elektron, är antalet laddningar i protonerna och elektronerna inte längre lika; protonernas positiva laddning vinner ut och atomen blir en jon med en nettoladdning på +1. Atomen håller sina innersta elektroner tätt, och greppet på de yttre är mindre starkt. Ioniseringsenergi är hur kemister mäter svårigheten att ta bort en elektron.
Att bli en jon.
En atom kan förlora elektroner från att kollidera med joner och andra laddade partiklar, eller från exponering för stark elektromagnetisk strålning som X- strålar. Ionisering sker i närvaro av starka elektriska fält; när du vänder på en lysrör, joniserar en högspänning gasen inuti glödlampan. Lightning joniserar också atomer. Att lösa upp vissa ämnen i vatten, som salt, joniserar atomerna.
En atom kan bli en negativ jon genom att fånga en närliggande elektron.
Metaller: Positiva joner
Atomerna hos de flesta metaller på vänster och mitten av det periodiska bordet tappar lätt en eller flera elektroner, vilket lämnar dem positivt laddade. Exempel inkluderar natrium, som förlorar en elektron för att bli natriumjon, och koppar, som under normala förhållanden kan förlora upp till tre elektroner.
Halogener: Negativa joner
I det periodiska systemet, nästa till -sista kolumn är en grupp av element som kallas halogener. Dessa är mycket reaktiva ämnen, mestadels gaser, som lätt får en elektron och lämnar dem negativt joniserade. Halogenerna inkluderar fluor, klor och brom, alla mycket frätande ämnen som kräver noggrann hantering och lagring.
Salter, syror och baser.
Vissa salter bildas genom sammankopplingen av en positiv metalljon, såsom natrium, och en negativt laddad icke-metalljon, såsom klor. De motsatta laddningarna för varje jon lockar den andra och bildar en kemisk bindning. Syror och baser är ämnen som blir joniserade när de upplöses i vatten. Till exempel delas saltsyra (HCl) i positiva vätejoner och negativa kloridjoner i vatten. Baserna är liknande; kaliumhydroxid (KOH) bryter till exempel upp till positiva kaliumjoner och negativa hydroxidjoner (OH) i vatten. Observera att hydroxid inte är en enda joniserad atom, det är en joniserad molekyl.