Περιεχόμενο
Ένα άτομο είναι ένα από τα μικρότερα σωματίδια ενός δεδομένου στοιχείου που έχει τις ιδιότητές του. Αποτελείται από έναν πυρήνα, ο οποίος έχει πρωτόνια και νετρόνια, καθώς και ένα σύννεφο ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, ή σε τροχιακά. Ένα ουδέτερο άτομο έχει τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Ωστόσο, τα άτομα τείνουν να είναι πιο σταθερά με 8 ηλεκτρόνια στην εξόχως τροχιά τους. Μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν ηλεκτρόνια για να γεμίσουν αυτήν την τροχιά μέχρι να φτάσουν αυτό το ποσό. Το άτομο γίνεται ιόν με θετικό ή αρνητικό φορτίο ανάλογα με το αν έχει αποκτήσει ή έχει χάσει ηλεκτρόνια.
Θετικό ιόν
Όταν ένα άτομο χάνει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, χάνει ένα αρνητικό φορτίο. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ένα άτομο πλησιάζει ένα άλλο που έχει έξι ή επτά ηλεκτρόνια στην εξόχως τροχιακή του. Επειδή ο πυρήνας του βρίσκεται στο κέντρο του ατόμου και τα πρωτόνια παγιδεύονται εκεί, διατηρεί όλα τα θετικά φορτία. Η απώλεια ενός ηλεκτρονίου οδηγεί σε ένα ιόν με θετικό φορτίο 1+, η απώλεια δύο ηλεκτρονίων οδηγεί σε ένα φορτίο ιόντος 2+ και ούτω καθεξής. Για παράδειγμα, όταν ένα άτομο νατρίου με 11 πρωτόνια χάνει ένα ηλεκτρόνιο, αφήνοντας μόνο 10, παραμένει ένα υψηλότερο θετικό φορτίο. Τα θετικά ιόντα ονομάζονται κατιόντα και μπορούν εύκολα να συσχετιστούν με αρνητικά ιόντα, διαλυμένα σε υδατικό διάλυμα.
Αρνητικό ιόν
Όταν ένα άτομο κερδίζει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, αποκτά αρνητικό φορτίο. Αυτό συμβαίνει όταν ένα άτομο πλησιάζει ένα άλλο που έχει ένα ή δύο ηλεκτρόνια στην εξόχως τροχιακή του. Ο πυρήνας βρίσκεται στο κέντρο του ατόμου και έχει όλα τα πρωτόνια του. Τα επιπλέον ηλεκτρόνια παράγουν ένα ιόν με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο, με την ποσότητα φόρτισης ίση με την ποσότητα των ηλεκτρονίων που λαμβάνονται. Η απόκτηση 1 ηλεκτρονίου οδηγεί σε ένα ιόν με αρνητικό φορτίο 1-, η απόκτηση δύο δημιουργεί ένα ιόν φορτίου 2- και ούτω καθεξής. Για παράδειγμα, όταν ένα άτομο χλωρίου (Cl) με 17 πρωτόνια κερδίζει 1 ηλεκτρόνιο, παίρνει 18 ηλεκτρόνια. Το επιπλέον ηλεκτρόνιο προσθέτει αρνητικό φορτίο στο ιόν. Τα αρνητικά ιόντα ονομάζονται ανιόντα και μπορούν εύκολα να συσχετιστούν με θετικά ιόντα, διαλύοντας σε υδατικό διάλυμα.
Ενέργεια
Όταν ένα άτομο μετατρέπεται σε ιόν, ο αριθμός των ηλεκτρονίων δεν είναι το μόνο πράγμα που αλλάζει. Η ενέργεια στο άτομο αλλάζει επίσης. Απαιτείται για την αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου από την τροχιά του. Αυτή η ενέργεια είναι γνωστή ως ενέργεια ιονισμού. Γενικά, όσο λιγότερα ηλεκτρόνια υπάρχουν στην εξόχως τροχιακή, τόσο λιγότερη ενέργεια ιονισμού θα χρειαστεί για την απομάκρυνση ορισμένων ηλεκτρονίων από το άτομο. Για παράδειγμα, το νάτριο (Na) έχει μόνο 1 ηλεκτρόνιο στην εξόχως τροχιακή του, οπότε δεν χρειάζεται πολύ ενέργεια για να το αφαιρέσει. Ωστόσο, το νέον έχει 8 ηλεκτρόνια στην ακραία τροχιά του, το οποίο είναι η ιδανική διαμόρφωση για οποιοδήποτε άτομο. Κατά συνέπεια, θα χρειαστεί μια ακραία ποσότητα ενέργειας για να μετατραπεί το άτομο σε ιόν.
Στερεά και διαλύματα
Όταν τα ιόντα ενώνονται για να γίνουν μια στερεή ένωση, παγιδεύονται από τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μεταξύ των ιόντων. Σε αντίθεση με τους ομοιοπολικούς δεσμούς, όπου δύο άτομα μοιράζονται 2 ή περισσότερα ηλεκτρόνια για να φτάσουν τα 8 στον εξώτατο τροχιακό τους, σε αυτούς τους ιοντικούς δεσμούς τα ηλεκτρόνια αποδίδονται σε άλλο άτομο. Τα ιόντα βρίσκονται συνήθως σε υδατικά διαλύματα. Αυτό συμβαίνει επειδή μπορούν να κινούνται ελεύθερα γύρω από τα μόρια του νερού. Ένα παράδειγμα αυτού συμβαίνει όταν το επιτραπέζιο αλάτι (χλωριούχο νάτριο NaCl) διαλύεται γρήγορα σε νερό.
