Un atom neutru este acela căruia îi lipsește o încărcătură electrică din cauza unui compromis între numărul protonilor și electronilor săi. Ambele sunt particule subatomice încărcate electric.
Protonii sunt aglomerați cu neutroni și alcătuiesc nucleul; în timp ce electronii sunt estompând definind un nor electronic. Când numărul de protoni dintr-un atom, egal cu numărul atomic (Z), este egal cu numărul de electroni, se spune că există o întrerupere între sarcinile electrice din atom.
Atom de hidrogen. Sursa: Mets501 prin Wikipedia.
De exemplu, aveți un atom de hidrogen (imaginea superioară), care are un proton și un electron. Protonul este poziționat în centrul atomului ca nucleu al acestuia, în timp ce electronul orbitează spațiul înconjurător, lăsând regiuni cu densitate mai mică de electroni pe măsură ce se îndepărtează de nucleu.
Acesta este un atom neutru deoarece Z este egal cu numărul de electroni (1p = 1e). Dacă atomul H ar pierde acel singur proton, raza atomică s-ar micsora și încărcarea protonului ar predomina, devenind cationul H + (hidron). Dacă, pe de altă parte, ar câștiga un electron, ar exista doi electroni și ar deveni anion H - (hidrură).
Atom neutru vs ion
De exemplu, atomul neutru al lui H, s-a constatat că numărul protonilor este egal cu numărul electronilor (1p = 1e); situație care nu apare cu ioni derivați din pierderea sau câștigul unui electron .
Ionii sunt formați printr-o modificare a numărului de electroni, fie datorită atomului care le câștigă (-), fie le pierde (+).
În atomul cationului H + sarcina de valență a protonului unic predomină peste absența totală a unui electron (1p> 0e). Acest lucru este valabil pentru toți ceilalți atomi mai grei (np> ne) din tabelul periodic.
Deși prezența unei taxe pozitive poate părea nesemnificativă, aceasta schimbă în diagonală caracteristicile elementului în cauză.
Pe de altă parte, în atomul anionului H - sarcina negativă a celor doi electroni predomină față de unicul proton al nucleului (1p <2e). De asemenea, ceilalți anioni cu masă mai mare au un exces de electroni în comparație cu numărul de protoni (np
Na vs Na
Un exemplu mai cunoscut este cel al sodiului metalic. Atomul său neutru, Na, cu Z = 11, are 11 protoni; prin urmare, trebuie să existe 11 electroni pentru a compensa sarcinile pozitive (11p = 11e).
Sodiul, fiind un element metalic extrem de electropozitiv, își pierde foarte ușor electronii; în acest caz, pierde doar unul, stratul său de valență (11p> 10e). Astfel, se formează cationul Na + , care interacționează electrostatic cu un anion; sub formă de clorură, Cl - , în sare de clorură de sodiu, NaCl.
Sodul metalic este otrăvitor și coroziv, în timp ce cationul său este chiar prezent în celule. Aceasta arată modul în care proprietățile unui element se pot schimba dramatic atunci când câștigă sau pierde electroni.
Pe de altă parte, anionul Na - (sodiu, ipotetic) nu există; și dacă s-ar putea forma, ar fi extrem de reactiv, deoarece merge împotriva naturii chimice a sodiului pentru a câștiga electroni. Na - ar avea 12 electroni, care depășesc sarcina pozitivă a nucleului său (11p <12e).
Molecule neutre
Atomii sunt legați covalent pentru a da naștere unor molecule, care pot fi numite și compuși. În interiorul unei molecule nu pot exista ioni izolați; în schimb, există atomi cu sarcini pozitive sau negative formale. Acești atomi încărcați afectează încărcătura netă a moleculei, transformând-o într-un ion poliatomic.
Pentru ca o moleculă să fie neutră, suma sarcinilor formale ale atomilor săi trebuie să fie egală cu zero; sau, mai simplu, toți atomii săi sunt neutri. Dacă atomii care alcătuiesc o moleculă sunt neutri, va fi și acest lucru.
De exemplu, aveți molecula de apă, H 2 O. ei doi atomi de H sunt neutre, cum este atomul de oxigen. Acestea nu pot fi reprezentate în același mod ca în imaginea atomului de hidrogen; deoarece, deși nucleul nu se schimbă, cloud-ul electronic.
Ionul de hidroniu, H 3 O + , pe de altă parte, posedă un atom de oxigen parțial încărcat pozitiv. Aceasta înseamnă că în acest ion poliatomic pierde un electron și, prin urmare, numărul său de protoni este mai mare decât cel al electronilor săi.
Exemple
Oxigen
Atomul neutru de oxigen are 8 protoni și 8 electroni. Când câștigă doi electroni, formează ceea ce este cunoscut sub numele de anion de oxid, O 2- . În ea predomină sarcinile negative, cu un exces de doi electroni (8p <10e).
Neutral atomi de oxigen au o tendință ridicată de a reacționa și a legăturii cu ei înșiși pentru a forma O 2 . Din acest motiv, nu există atomi de O „liberi” acolo singuri și fără să reacționeze cu nimic. Toate reacțiile cunoscute pentru acest gaz sunt atribuite oxigenului molecular, O 2 .
Cupru
Cuprul are 29 de protoni și 29 de electroni (pe lângă neutroni). Spre deosebire de oxigen, atomii săi neutri pot fi găsiți în natură datorită legăturii sale metalice și a stabilității relative.
La fel ca sodiul, are tendința de a pierde electroni și nu de a le câștiga. Având în vedere configurația sa electronică și pentru alte aspecte, poate pierde unul sau doi electroni, devenind cationi cuprosi, Cu + , respectiv cupric, Cu 2+ .
Cationul Cu + are un electron mai puțin (29p <28e), iar Cu 2+ a pierdut doi electroni (29p <27e).
gaze nobile
Gazele nobile (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), sunt unul dintre puținele elemente care există sub forma atomilor lor neutri. Numerele lor atomice sunt: 2, 10, 18, 36, 54 și, respectiv, 86. Nu câștigă sau nu pierde electroni; deși, xenonul, Xe, poate forma compuși cu fluor și pierde electroni.
Aliajele metalice
Metalele, dacă sunt protejate de coroziune, își pot menține atomii neutri, uniți prin legături metalice. În aliaje, soluții solide de metale, atomii rămân (mai ales) neutri. În alamă, de exemplu, există atomi neutri de Cu și Zn.
Referințe
- Jetser Carasco. (2016). Ce este un atom neutru? Recuperat din: introducere-to-fizică.com
- Marcaje, Samuel. (25 aprilie 2017). Exemple de atomi non-neutri. Sciencing. Recuperat de la: știința.com
- Chem4kids. (2018). Privind la Ions. Recuperat de la: chem4kids.com
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.