Mejor respuesta
Los átomos tienen el deseo de perder o ganar un electrón para mantenerse estables. Una vez que han ganado o perdido algunos electrones, tienen carga asociada con ellos, ya que sus números de electrones y protones ya no se equilibran. Pero, ¿qué determina qué sucede con los electrones que tiene un átomo? Todo tiene que ver con el número de electrones. en la capa de valencia de un átomo.
¿Cuántos electrones tiene un átomo?
Para encontrar cuántos electrones tiene un átomo, basta con mirar el número atómico. El número de electrones = el número atómico . El cloro, por ejemplo, tiene un número atómico de 17. Eso significa que tiene 17 electrones.
El hecho de que el cloro pierda o gane electrones depende de cómo estos 17 electrones estén configurados alrededor del núcleo.
Configuración de electrones
La pérdida o ganancia de electrones tiene lugar para hacer que un átomo sea más estable. Tan pronto como ocurre este proceso, ya no se llama átomo sino ion .
Puedes pensar en los electrones ordenados en anillos alrededor del núcleo de un átomo. El primer anillo debe contener dos electrones para estar lleno. El siguiente debe contener ocho. En general, una vez que la capa de valencia está llena, el átomo está feliz. No quiere ganar ni perder un electrón.
¿Qué es la capa de valencia de un átomo?
El capa de valencia es la capa más externa de electrones que rodea un átomo. La cantidad de electrones en esta capa es importante para determinar cómo reaccionará el átomo y cuál podría ser la carga del ión.
Muchos de los elementos en los que piensas con más frecuencia en las clases de biología y química necesitan ocho electrones en su capa de valencia para ser estable. Esto se conoce como la regla del octeto .
Supongamos que sabe que un átomo tiene 10 electrones (¿puede averiguar qué elemento es ?). ¿Cuántos habría en la capa de valencia? Primero le quitas dos de 10 ya que el primer anillo tiene 2 elecciones. Esto deja ocho electrones. Eso significa que en la capa de valencia hay ocho electrones y que la capa de valencia está llena.
Si la capa de valencia está llena, no pasará nada. El átomo no se ionizará. Como resultado, no habrá carga en el átomo.
En este ejemplo, tiene neón (¿se dio cuenta de que era neón?). El neón tiene una capa de valencia completa y, por lo tanto, no tiene carga. Entonces, ¿qué sucede cuando la capa de valencia no está llena?
Convirtiéndose en un Ion
Los átomos quieren tener un capa de valencia completa, y quieren hacerlo lo más fácilmente posible.
Por ejemplo, observe el cloro nuevamente. Tiene 17 electrones. ¿Cuántos hay en la valencia? Los dos primeros niveles serán lleno con 10 electrones. Eso significa que quedan siete electrones en la capa de valencia. Esto significa que el cloro quiere ganar un electrón para tener una capa de valencia completa. Una vez que gana un electrón, ¿qué sucede con la carga?
Para empezar, los electrones y protones están equilibrados. El cloro tiene 17 electrones (una carga de -17) y 17 protones (una carga de +17), por lo que la carga total es cero. Una vez que el cloro gana un electrón , sin embargo, el total se convierte en -1 ya que ahora hay 18 electrones y todavía 17 protones. Como resultado, el cloro es un ion con carga negativa. Se escribe como: Cl-.
Los iones con carga negativa se denominan aniones . ¿Qué pasa con los iones cargados positivamente? Se denominan cationes . Mire este ejemplo de cómo se forma un catión:
El magnesio es el número atómico 12. Eso significa que tiene 12 electrones y 12 protones. Ahora bien, ¿cómo se configuran las elecciones y cuántos electrones hay en la capa de valencia?
Las dos primeras capas están llenas, la primera con dos electrones y la segunda con ocho. Todo lo que queda son dos electrones en la capa de valencia. Ahora, los átomos podrían ganar seis electrones para llegar a ocho para una capa completa, o podrían perder dos para llegar a una capa completa. La segunda forma es mucho más sencilla. Como resultado, el magnesio pierde dos electrones.
Después de perder dos electrones, la carga en el átomo se convierte en +2 ya que ahora hay 10 electrones (-10) y 12 protones (+12). Está escrito como: Mg2 +.
Carga de iones y tabla periódica
Existe una tendencia a la formación de iones en la tabla periódica. Los grupos 1, 2, 13 y 14 tienden a cargarse positivamente. Esto significa que preferirían perder algunos electrones para llegar a una capa de valencia completa.
Los grupos 15, 16 y 17 tienden a tener una carga negativa porque prefieren ganar electrones para llegar a una capa de valencia completa.
Finalmente, en el grupo 18, se encuentran los gases nobles. Estos elementos ya tienen una capa de valencia completa.Por esta razón, es poco probable que pierdan o ganen un electrón y son extremadamente estables.
Respuesta
Como dicen todas las respuestas, el litio tiene 1 electrón de 3 en total que puede reaccionar fácilmente . Entonces, el ion Li + tendría una carga de 1+.
Esto se descubre fácilmente. Entonces, ¿por qué querías saberlo?
Creo que la razón por la que les gusta el litio en las baterías es tanto por su peso, es el metal más liviano, como por su tamaño, el ion es el elemento más pequeño en su clase, por lo que puede empaquetar más iones en una placa en la batería por área de electrodo, y así obtener una mayor densidad de carga. De modo que, en general, obtiene más energía de una batería más pequeña y liviana. En aplicaciones donde el tamaño y el peso son importantes, como en una computadora portátil o un teléfono celular, esto convierte a Li-ion en la batería de elección actual. La química es más complicada que muchas «baterías» (las celdas recargables no son en realidad baterías, son acumuladores. Las baterías generan energía mediante la ruptura de dos placas con una diferencia en la «electronegatividad»).
En las celdas de iones de litio, el litio siempre se combina con otros elementos. El litio metálico solo se usa en baterías de litio consumibles como las celdas de botón de litio en una placa base de computadora. solía usar pilas de Ni-Cad y recargarlas mientras la computadora estaba encendida . Pero esos tenían sus propios problemas. Las pilas de botón pueden mantener un reloj CMOS durante aproximadamente 3 años de uso normal, más tiempo si rara vez apaga la computadora. Todo este esquema es algo obsoleto, ya que la configuración podría almacenarse fácilmente en la BIOS EEPROM y el reloj puede actualizarse desde Internet cuando se carga el sistema operativo. O se podría usar una pequeña tapa ultra en lugar de una celda desechable. Pero las celdas son baratas y duran 3 años, lo que equivale aproximadamente al tiempo que el usuario promedio tiene una computadora.
Supongo que un poco fuera de tema …
Espero que en el En el futuro, el emparejamiento de electrolitos de estado sólido y capas ultracapas de nanotubos adicionales en las baterías móviles eventualmente dominará el mercado, y tener que reemplazar la batería en un dispositivo móvil será cosa del pasado, al igual que las baterías en llamas. Las celdas que usan iones Al3 + probablemente reemplazarán a las celdas Li +, ya que la densidad de energía potencial es mucho mayor y el costo de Al frente a Li es significativamente menor. La química es complicada, pero varios grupos de investigación están trabajando en ello.
Pregunta simple, respuesta larga.