Risposta migliore
Gli atomi desiderano perdere o guadagnare un elettrone per essere stabili. Una volta che hanno guadagnato o perso alcuni elettroni, hanno una carica ad essi associata poiché i loro numeri di elettroni e protoni non sono più in equilibrio. Ma cosa determina cosa succede agli elettroni di un atomo? Tutto ha a che fare con il numero di elettroni nel guscio di valenza di un atomo.
Quanti elettroni ha un atomo?
Per trovare quanti elettroni ha un atomo, guarda semplicemente il numero atomico. Il numero di elettroni = il numero atomico . Il cloro, ad esempio, ha un numero atomico 17. Ciò significa che ha 17 elettroni.
Il fatto che il cloro perda o guadagni elettroni dipende da come questi 17 elettroni sono configurati attorno al nucleo.
Configurazione elettronica
La perdita o il guadagno di elettroni avviene per rendere un atomo più stabile. Non appena si verifica questo processo, non viene più chiamato atomo ma ion .
Puoi pensare che gli elettroni vengano ordinati in anelli attorno al nucleo di un atomo. Il primo anello deve contenere due elettroni per essere pieno. Il prossimo deve contenere otto. In generale, una volta che il guscio di valenza è pieno, latomo è felice. Non vuole né guadagnare né perdere un elettrone.
Cosè il guscio di valenza di un atomo?
Il guscio di valenza è il guscio più esterno degli elettroni che circonda un atomo. Il numero di elettroni in questo guscio è importante per determinare come reagirà latomo e quale potrebbe diventare la carica dello ione.
Molti degli elementi a cui pensi più spesso nelle lezioni di biologia e chimica richiedono otto elettroni nel loro guscio di valenza per essere stabili. Questa viene chiamata regola degli ottetti .
Supponi di sapere che un atomo ha 10 elettroni (puoi capire di quale elemento si tratta ?). Quanti sarebbero nel guscio di valenza? Per prima cosa ne togli due da 10 poiché il primo anello ha 2 elezioni. Questo lascia otto elettroni. Ciò significa che nel guscio di valenza ci sono otto elettroni e che il guscio di valenza è pieno.
Se il guscio di valenza è pieno, non accadrà nulla. Latomo non ionizzerà. Di conseguenza non ci sarà alcuna carica sullatomo.
In questo esempio, hai il neon (hai capito che era neon?). Il neon ha un guscio di valenza completo e quindi non ha una carica. Allora cosa succede quando la shell di valenza non è “t piena?
Diventare uno ione
Gli atomi vogliono avere un guscio di valenza completo e vogliono farlo il più facilmente possibile.
Ad esempio, dai unocchiata di nuovo al cloro. Ha 17 elettroni. Quanti sono nella valenza? I primi due livelli saranno pieno con 10 elettroni. Ciò significa che ci sono sette elettroni rimasti nel guscio di valenza. Ciò significa che il cloro vuole guadagnare un elettrone per avere un guscio di valenza completo. Una volta acquisito un elettrone, cosa succede alla carica?
Per cominciare, gli elettroni e i protoni sono bilanciati. Il cloro ha 17 elettroni (una carica di -17) e 17 protoni (una carica di +17), quindi la carica complessiva è zero. Una volta che il cloro guadagna un elettrone , tuttavia, il totale diventa solo -1 poiché ora ci sono 18 elettroni e ancora 17 protoni. Di conseguenza il cloro è uno ione caricato negativo. È scritto come: Cl-.
Gli ioni caricati negativamente sono chiamati anioni . E gli ioni caricati positivamente? Si chiamano cationi . Dai unocchiata a questo esempio di come si forma un catione:
Il magnesio è il numero atomico 12. Ciò significa che ha 12 elettroni e 12 protoni. Ora, come sono configurate le elezioni e quanti elettroni ci sono nel guscio di valenza?
I primi due gusci sono pieni, il primo con due elettroni e il secondo con otto. Tutto ciò che resta sono due elettroni nel guscio di valenza. Ora, gli atomi potrebbero guadagnare sei elettroni per arrivare a otto per un guscio completo, oppure potrebbero perderne due per arrivare a un guscio completo. Il secondo modo è molto più semplice. Di conseguenza, il magnesio perde due elettroni.
Dopo aver perso due elettroni, la carica sullatomo diventa +2 poiché ora ci sono 10 elettroni (-10) e 12 protoni (+12). È scritto come: Mg2 +.
Carica ionica e tavola periodica
Cè una tendenza alla formazione di ioni sulla tavola periodica. I gruppi 1, 2, 13 e 14 tendono a caricarsi positivamente. Ciò significa che preferirebbero perdere alcuni elettroni per arrivare a un guscio di valenza completo.
I gruppi 15, 16 e 17 tendono ad avere una carica negativa perché preferirebbero guadagnare elettroni per arrivare a un guscio di valenza completo.
Infine, nel gruppo 18, ci sono i gas nobili. Questi elementi hanno già un guscio di valenza completo.Per questo motivo, è improbabile che perdano o guadagnino un elettrone e sono estremamente stabili.
Risposta
Come affermano tutte le risposte, il litio ha 1 elettrone su 3 in totale che può reagire facilmente . Quindi lo ione Li + avrebbe una carica di 1+.
Questo è facilmente individuabile. Allora perché lo volevi sapere?
Penso che il motivo per cui amano il litio nelle batterie sia per il suo peso, è il metallo più leggero e per le sue dimensioni, lo ione è il più piccolo degli elementi nella sua classe, in modo da poter impacchettare più ioni su una piastra nellarea della batteria per elettrodo e ottenere così una maggiore densità di carica. Quindi nel complesso ottieni più potenza da una batteria più piccola e più leggera. Nelle applicazioni in cui le dimensioni e il peso sono importanti, come in un laptop o un telefono cellulare, questo rende agli ioni di litio lattuale batteria preferita. La chimica è più complicata di molte “batterie” (le celle ricaricabili non sono effettivamente batterie, sono accumulatori. Le batterie creano energia dalla rottura di due piastre con una differenza di “elettronegatività”).
Nelle celle agli ioni di litio, il litio è sempre combinato con altri elementi. Il litio metallico viene utilizzato solo nelle batterie al litio consumabili come le celle a bottone al litio sulla scheda madre di un computer. utilizzato per utilizzare batterie Ni-Cad e ricaricarle mentre il computer era acceso . Ma quelli avevano problemi propri. Le celle a bottone possono mantenere un orologio CMOS per circa 3 anni di uso normale, più a lungo se si spegne raramente il computer. Lintero schema è in qualche modo obsoleto, poiché le impostazioni potrebbero essere facilmente memorizzate nella EEPROM del BIOS e lorologio può aggiornarsi da Internet quando viene caricato il sistema operativo. Oppure un piccolo ultra cap potrebbe essere usato al posto di una cella usa e getta. Ma le celle sono economiche e durano 3 anni, che è circa il tempo che lutente medio tiene comunque un computer.
Un po fuori tema immagino …
Mi aspetto che nel In futuro, lassociazione di elettroliti a stato solido e strati aggiuntivi di nanotubi ultra cap nelle batterie mobili finirà per dominare il mercato e la sostituzione della batteria in un dispositivo mobile sarà un ricordo del passato, così come le batterie che prendono fuoco. Le celle che utilizzano ioni Al3 + probabilmente sostituiranno le celle Li +, poiché la densità di energia potenziale è molto più alta e il costo di Al rispetto a Li è significativamente inferiore. La chimica è complicata, ma diversi gruppi di ricerca ci stanno lavorando.
Domanda semplice, risposta lunga.