Atomy stają się jonami

Czasem przedstawiamy atomy jako piłeczki o gładkiej powierzchni. Są one jednak nieco bardziej skomplikowane. W środku atomu znajduje się jądro, wokół którego krąży chmura elektronów. A sama chmura elektronów dzieli się na powłoki elektronowe. Elektrony w powłoce zewnętrznej - elektrony walencyjne - odpowiadają za występowanie reakcji chemicznych.

W mniejszych atomach, które mają tylko jedną powłokę elektronową mieszczą się maksymalnie dwa elektrony. W większych atomach powłoka walencyjna może pomieścić maksymalnie osiem elektronów, niezależnie od tego, jak duży jest atom. Posiadanie dokładnie ośmiu elektronów walencyjnych to szczególna cecha atomów. Dzięki temu atom zyskuje pewną stabilność. Oto atom chloru.

Na początku ma siedem elektronów w swojej zewnętrznej powłoce. Gdyby zdobył jeszcze jeden, osiągnąłby tę magiczną liczbę oznaczającą stabilność. Tak bardzo chce mieć jeszcze jeden elektron, że może go przyciągnąć do siebie z niemal każdej innej substancji. Dlatego właśnie chlor jest tak reaktywny. Atom chloru jest na początku obojętny.

Ma tyle samo dodatnich protonów i ujemnych elektronów. Gdy uda mu się zdobyć ten dodatkowy elektron, staje się jonem ujemnym o ładunku wynoszącym minus jeden. Zapisujemy to jako Cl minus. Jako jon nie jest w ogóle reaktywny. Teraz, gdy ma już osiem elektronów na swojej zewnętrznej powłoce, nie musi kraść kolejnych.

Niektóre atomy nieco zmieniają swoją nazwę, gdy tworzą jony. Jon powstały z chloru nazywamy jonem chlorkowym. Oto inny atom: atom tlenu. Na początku na jego zewnętrznej powłoce jest sześć elektronów, więc chce zyskać kolejne dwa, aby osiągnąć magiczną ósemkę. Gdy zdobywa dwa elektrony, jego ładunek wynosi minus dwa.

Jon tego atomu nazywamy jonem tlenkowym. Zapisujemy go w ten sposób: O-dwa-minus. Gdy więc zewnętrzna powłoka atomu jest prawie wypełniona, atom chce zdobyć więcej elektronów. Ale co z atomami, które na początku mają mało elektronów na swojej zewnętrznej powłoce? Spójrzmy na glin.

Ma on trzy elektrony na zewnętrznej powłoce. Wydawałoby się, że kolejnych pięć rozwiązałoby problem, ale liczba dodatkowych elektronów, które atom może zdobyć, jest ograniczona. Zamiast tego atom glinu może pozbyć się swoich elektronów walencyjnych. W taki właśnie sposób wszystkie metale tworzą jony. Czy to oznacza, że teraz nie ma w ogóle elektronów na jego zewnętrznej powłoce?

Nie. Popatrz: gdy na trzeciej powłoce nie ma już elektronów, druga powłoka staje się powłoką zewnętrzną. A na tej powłoce od początku było osiem elektronów. Gdy atom traci elektrony, tak jak dzieje się to w przypadku atomów metali, staje się jonem naładowanym dodatnio. Atom glinu traci trzy elektrony, więc jego ładunek to plus trzy.

Zapisujemy to tak: Al-trzy-plus. Atomy tworzące jony dodatnie nie zmieniają swoich nazw, więc ten nazywamy po prostu jonem glinu. Wiele pierwiastków wokół nas zwykle istnieje w formie jonów. A jony są jak atomy, tyle tylko, że mają więcej lub mniej elektronów.