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Un atomo è una delle particelle più piccole di un dato elemento che ha le sue proprietà. È costituito da un nucleo, che ha protoni e neutroni, nonché una nuvola di elettroni che orbitano attorno al nucleo a diversi livelli di energia, o orbitali. Un atomo neutro ha lo stesso numero di protoni ed elettroni. Tuttavia, gli atomi tendono ad essere più stabili con 8 elettroni nella loro orbita più esterna. Possono guadagnare o perdere elettroni per riempire quell'orbita fino a raggiungere quella quantità. L'atomo diventa uno ione con una carica positiva o negativa a seconda che abbia guadagnato o perso elettroni.
Ione positivo
Quando un atomo perde uno o più elettroni, perde una carica negativa. Ciò può accadere quando un atomo si avvicina a un altro che ha sei o sette elettroni nel suo orbitale più esterno. Poiché il suo nucleo si trova al centro dell'atomo e i protoni sono intrappolati lì, conserva tutte le cariche positive. La perdita di un elettrone si traduce in uno ione con una carica positiva 1+, la perdita di due elettroni in una carica ionica 2+ e così via. Ad esempio, quando un atomo di sodio con 11 protoni perde un elettrone, lasciandone solo 10, rimane una carica positiva più alta. Gli ioni positivi sono chiamati cationi e possono facilmente relazionarsi agli ioni negativi, dissolvendosi in una soluzione acquosa.
Ione negativo
Quando un atomo guadagna uno o più elettroni, acquisisce una carica negativa. Ciò si verifica quando un atomo si avvicina a un altro che ha uno o due elettroni nel suo orbitale più esterno. Il nucleo si trova al centro dell'atomo e ha tutti i suoi protoni. Gli elettroni in più producono uno ione con una carica elettrica negativa, con la quantità di carica uguale alla quantità di elettroni ricevuti. Guadagnando 1 elettrone si ottiene uno ione con carica negativa 1-, guadagnando due si genera uno ione di carica 2- e così via. Ad esempio, quando un atomo di cloro (Cl) con 17 protoni guadagna 1 elettrone, ottiene 18 elettroni. L'elettrone in più aggiunge carica negativa allo ione. Gli ioni negativi sono chiamati anioni e possono facilmente relazionarsi a ioni positivi, dissolvendosi in una soluzione acquosa.
Energia
Quando un atomo si trasforma in uno ione, il numero di elettroni non è l'unica cosa che cambia. Anche l'energia nell'atomo cambia. È necessario per rimuovere un elettrone dal suo orbitale. Questa energia è nota come energia di ionizzazione. In generale, meno elettroni ci sono nell'orbitale più esterno, minore sarà l'energia di ionizzazione necessaria per rimuovere alcuni elettroni dall'atomo. Ad esempio, il sodio (Na) ha solo 1 elettrone nel suo orbitale più esterno, quindi non ci vuole molta energia per rimuoverlo. Tuttavia, il neon ha 8 elettroni nel suo orbitale più esterno, che è la configurazione ideale per qualsiasi atomo. Di conseguenza, ci vorrà un'estrema quantità di energia per trasformare quell'atomo in uno ione.
Solidi e soluzioni
Quando gli ioni si uniscono per diventare un composto solido, vengono intrappolati dalle forze elettromagnetiche tra gli ioni. A differenza dei legami covalenti, dove due atomi condividono 2 o più elettroni per raggiungere 8 nel loro orbitale più esterno, in questi legami ionici gli elettroni sono assegnati a un altro atomo. Gli ioni si trovano solitamente in soluzioni acquose. Questo perché possono muoversi liberamente attorno alle molecole d'acqua. Un esempio di ciò si verifica quando il sale da cucina (cloruro di sodio NaCl) si dissolve rapidamente in acqua.
