Nejlepší odpověď
Atomy mají touhu ztratit nebo získat elektron, aby byly stabilní. Jakmile „získají nebo ztratí nějaké elektrony, mají s nimi spojený náboj, protože jejich elektronové a protonové počty se již nevyrovnají. Co ale určuje, co se stane s elektrony, které má atom? Všechno to má co do činění s počtem elektronů ve valenčním plášti atomu.
Kolik elektronů má atom?
Aby bylo možné najít kolik elektronů má atom, jednoduše se podíváte na atomové číslo. Počet elektronů = atomové číslo . Chlor má například atomové číslo 17. To znamená, že má 17 elektronů.
To, zda chlór ztratí nebo získá elektrony, závisí na tom, jak je těchto 17 elektronů nakonfigurováno kolem jádra.
Konfigurace elektronů
Ke ztrátě nebo zisku elektronů dochází, aby se atom stal stabilnějším. Jakmile k tomuto procesu dojde, již se neozývá atom, ale atom ion .
Můžete přemýšlet o elektronech uspořádaných do kruhů kolem jádra atomu. První prstenec musí obsahovat dva elektrony, aby byl plný. Další musí obsahovat osm. Obecně platí, že jakmile je valenční shell plný, atom je šťastný. Nechce ani získat, ani ztratit elektron.
Co je to valenční prostředí atomu?
valenční obal je nejvzdálenější obal elektronů obklopujících atom. Počet elektronů v této skořápce je důležitý pro určení toho, jak bude atom reagovat a jaký by se mohl stát náboj iontu.
Mnoho prvků, na které ve třídě biologie a chemie myslíte nejčastěji, potřebuje osm elektronů ve své valenční skořápce, aby byly stabilní. Toto se označuje jako oktetové pravidlo .
Řekněme, že víte, že nějaký atom má 10 elektronů (můžete zjistit, o jaký prvek jde ?). Kolik by jich bylo ve valenčním shellu? Nejprve si vezmete dva z 10, protože první kruh má 2 volby. Zbývá tedy osm elektronů. To znamená, že ve valenčním shellu je osm elektronů a že valenční shell je plný.
Pokud je valenční shell plný, pak se nic nestane. Atom nebude ionizovat. Ve výsledku nebude na atomu žádný náboj.
V tomto příkladu máte neon (zjistili jste, že to byl neon?). Neon má plnou valenční skořápku, a proto nemá náboj. Co se stane, když valenční shell není plný?
Stává se iontem
Atomy chtějí mít plná valenční schránka a chtějí to udělat co nejsnadněji.
Například se znovu podívejme na chlor. Má 17 elektronů. Kolik jich je ve valenci? První dvě úrovně budou plný s 10 elektrony. To znamená, že ve valenčním plášti zbývá sedm elektronů. To znamená, že chlor chce získat elektron, aby měl kompletní valenční pláště. Jakmile získá jeden elektron, co se stane s nábojem?
Nejprve jsou elektrony a protony vyvážené. Chlor má 17 elektronů (náboj -17) a 17 protonů (náboj +17), takže celkový náboj je nulový. Jakmile chlor získá elektron , nicméně, součet se právě stane -1, protože nyní existuje 18 elektronů a stále 17 protonů. Výsledkem je, že chlor je záporně nabitý iont. Je psán jako: Cl-.
Záporně nabité ionty se nazývají anionty . A co kladně nabité ionty? Nazývají se kationty . Podívejte se na tento příklad, jak se tvoří kation:
Hořčík je atomové číslo 12. To znamená, že má 12 elektronů a 12 protonů. Jak jsou nyní nakonfigurovány volby a kolik elektronů je ve valenčním prostředí?
První dvě skořápky jsou plné, první se dvěma elektrony a druhá s osmi. Zbývají pouze dva elektrony ve valenčním plášti. Nyní by atomy mohly získat šest elektronů, aby se dostaly na osm za plnou skořápku, nebo by mohly ztratit dva, aby se dostaly do plné skořápky. Druhá cesta je mnohem jednodušší. Výsledkem je, že hořčík ztrácí dva elektrony.
Po ztrátě dvou elektronů se náboj na atomu stane +2, protože nyní existuje 10 elektronů (-10) a 12 protonů (+12). Je psán jako: Mg2 +.
Ion Charge and the Periodic Table
Existuje trend tvorby iontů na periodické tabulce. Skupiny 1, 2, 13 a 14 mají tendenci být kladně nabité. To znamená, že by raději ztratili některé elektrony, aby se dostali do úplné valenční skořápky.
Skupiny 15, 16 a 17 mají tendenci mít záporný náboj, protože by raději získaly elektrony, aby se dostaly do úplné valenční skořápky.
Konečně ve skupině 18 jsou vzácné plyny. Tyto prvky již mají kompletní valenční prostředí.Z tohoto důvodu je nepravděpodobné, že by ztratili nebo získali elektron a jsou extrémně stabilní.
Odpověď
Jak uvádějí všechny odpovědi, lithium má 1 elektron ze 3, které mohou snadno reagovat . Ion Li + by tedy měl náboj 1+.
To lze snadno zjistit. Proč jste to tedy chtěli vědět?
Myslím, že důvod, proč mají rádi lithium v bateriích, je kvůli jeho hmotnosti, je to nejlehčí kov a jeho velikost, ion je nejmenší z prvků ve své třídě, takže můžete zabalit více iontů na desku v baterii na každou oblast elektrod, a tak získat vyšší hustotu nabití. Takže celkově získáte více energie z menší lehčí baterie. V aplikacích, kde je důležitá velikost a hmotnost, jako v notebook nebo mobilní telefon, díky tomu je Li-ion aktuální volbou baterie. Chemie je složitější než mnoho „baterií“ (Dobíjecí články nejsou vlastně baterie, jsou to akumulátory. Baterie vytvářejí energii rozpadem dvou desek s rozdíl v „elektronegativitě“).
V lithium-iontových článcích je lithium vždy kombinováno s jinými prvky. Kovové lithium se používá pouze ve spotřebních lithiových bateriích, jako jsou lithiové knoflíkové články na základní desce počítače. používal Ni-Cad články a dobíjel je, když byl počítač zapnutý . Ale měli vlastní problémy. Knoflíkové články dokáží udržet hodiny CMOS přibližně 3 roky běžného používání, déle, pokud počítač zřídka vypnete. Celé toto schéma je poněkud zastaralé, protože nastavení lze snadno uložit do paměti BIOS EEPROM a hodiny se mohou aktualizovat z Internetu, když se načte operační systém. Nebo lze místo vyhodené cely použít malou ultra čepičku. Ale buňky jsou levné a vydrží 3 roky., Což je zhruba tak dlouho, dokud si průměrný uživatel stejně drží počítač.
Myslím, že trochu mimo předmět …
Očekávám budoucnost bude na trhu nakonec dominovat spárování elektrolytů v pevné fázi a dalších nanotrubiček s ultratenkými vrstvami v mobilních bateriích a nutnost výměny baterie v mobilním zařízení bude minulostí, stejně jako vznícení baterií. Články používající ionty Al3 + pravděpodobně nahradí články Li +, protože potenciální hustota energie je mnohem vyšší a náklady na Al vs. Li jsou výrazně nižší. Chemie je komplikovaná, ale pracuje na ní řada výzkumných skupin.
Jednoduchá otázka, dlouhá odpověď.