Beste svaret
Atomer har et ønske om å miste eller få et elektron for å være stabile. Når de enten har fått eller mistet noen elektroner, har de ladning forbundet med dem siden deres elektron- og protontall ikke lenger balanserer. Men hva bestemmer hva som skjer med elektronene et atom har? Alt har å gjøre med antall elektroner i valensskallet til et atom.
Hvor mange elektroner har et atom?
For å finne hvor mange elektroner et atom har, ser du bare på atomnummeret. Antallet elektroner = atomnummeret . Klor har for eksempel et atomnummer på 17. Det betyr at den har 17 elektroner.
Hvorvidt klor vil miste eller få elektroner avhenger av hvordan disse 17 elektronene er konfigurert rundt kjernen.
Elektronkonfigurasjon
Tapet eller gevinsten av elektroner skjer for å gjøre et atom mer stabilt. Så snart denne prosessen skjer, kalles det ikke lenger et atom, men et atom ion .
Du kan tenke på at elektroner blir ordnet i ringer rundt atomets kjerne. Den første ringen må inneholde to elektroner for å være fulle. Den neste må inneholde åtte. Generelt, når valensskallet er fullt, er atomet lykkelig. Den vil verken vinne eller miste et elektron.
Hva er valensskallet til et atom?
valensskall er det ytterste skallet av elektroner som omgir et atom. Antall elektroner i dette skallet er viktig for å bestemme hvordan atomet vil reagere og hva ladningen av ionet kan bli.
Mange av elementene du tenker på oftest i biologi og kjemiklasse trenger åtte elektroner i valensskallet for å være stabilt. Dette blir referert til som oktettregelen .
Si at du vet at noe atom har 10 elektroner (kan du finne ut hvilket element dette er ?). Hvor mange ville være i valensskallet? Først tar du bort to fra 10 siden den første ringen har to valg. Dette etterlater åtte elektroner. Det betyr at i valensskallet er det åtte elektroner og at valensskallet er fullt.
Hvis valensskallet er fullt, vil ingenting skje. Atomet vil ikke ionisere. Som et resultat blir det ingen ladning på atomet.
I dette eksemplet har du neon (fant du ut at det var neon?). Neon har et fullt valensskall og har dermed ingen ladning. Så hva skjer når valensskallet ikke er fullt?
Bli en ion
Atomer vil ha en fullt valensskall, og de vil gjøre det så enkelt som mulig.
Ta for eksempel en titt på klor igjen. Den har 17 elektroner. Hvor mange er i valensen? De to første nivåene vil være fullt med 10 elektroner. Det betyr at det er syv elektroner igjen i valensskallet. Dette betyr at klor ønsker å få et elektron for å ha et komplett valensskall. Når det får det ene elektronet, hva skjer med ladningen?
Til å begynne med er elektronene og protonene balanserte. Klor har 17 elektroner (en ladning på -17) og 17 protoner (en ladning på +17), så den totale ladningen er null. Når kloren får et elektron imidlertid blir summen bare -1 siden det nå er 18 elektroner og fremdeles 17 protoner. Som et resultat er klor et negativt ladet ion. Det skrives som: Cl-.
Negativt ladede ioner kalles anioner . Hva med positivt ladede ioner? De kalles kationer . Se på dette eksemplet på hvordan en kation dannes:
Magnesium er atomnummer 12. Det betyr at den har 12 elektroner og 12 protoner. Nå, hvordan er valgene konfigurert, og hvor mange elektroner er det i valensskallet?
De to første skallene er fulle, den første med to elektroner og den andre med åtte. Alt som er igjen er to elektroner i valensskallet. Nå kan atomene få seks elektroner for å gjøre det til åtte for et fullt skall, eller det kan miste to for å gjøre det til et fullt skall. Den andre måten er mye lettere. Som et resultat mister magnesium to elektroner.
Etter å ha mistet to elektroner blir ladningen på atomet +2 siden det nå er 10 elektroner (-10) og 12 protoner (+12). Det er skrevet som: Mg2 +.
Ion Charge and the Periodic Table
Det er en tendens til ionedannelse på det periodiske systemet. Gruppene 1, 2, 13 og 14 har en tendens til å bli positivt ladet. Dette betyr at de heller vil miste noen elektroner for å komme til et komplett valensskall.
Gruppene 15, 16 og 17 har en tendens til å ha en negativ ladning fordi de heller vil få elektroner for å komme til et komplett valensskall.
Endelig, i gruppe 18, er edelgassene. Disse elementene har allerede et komplett valensskall.Av denne grunn er det lite sannsynlig at de mister eller får et elektron og er ekstremt stabile.
Svar
Som alle svarene oppgir, har Litium 1 elektron av totalt 3 som lett kan reagere . Så Li + ionet ville ha en ladning på 1+.
Dette er lett å oppdage. Så hvorfor ønsket du å vite det?
Jeg tror grunnen til at de liker litium i batterier er på grunn av både vekten, det er det letteste metallet, og det er størrelsen, ionet er det minste av elementene i sin klasse, slik at du kan pakke flere ioner på en plate i batteriet per elektrodeområde, og så få høyere ladetetthet. Så samlet sett får du mer kraft fra et mindre lettere batteri. I applikasjoner der størrelse og vekt er viktig, som i en bærbar datamaskin, eller mobiltelefon, gjør dette Li-ion til det valgte batteriet. Kjemien er mer komplisert enn mange “batterier” (Oppladbare celler er faktisk ikke batterier, de er akkumulatorer. Batterier skaper strøm ved nedbrytning av to plater med en forskjell i «elektronegativitet»).
I Li-ion-celler kombineres litium alltid med andre elementer. Metallisk litium brukes bare i litiumbatterier som litium-myntcellene på datamaskinens hovedkort. brukes til å bruke Ni-Cad-celler, og lade dem opp mens datamaskinen var på . Men de hadde egne problemer. Myntcellene kan opprettholde en CMOS-klokke i omtrent 3 års normal bruk, lenger hvis du sjelden slår av datamaskinen. Hele denne ordningen er noe foreldet, siden innstillinger lett kan lagres i BIOS EEPROM, og klokken kan oppdatere seg selv fra Internett når operativsystemet lastes inn. Eller en liten ultralokk kan brukes i stedet for en kastecelle. Men cellene er billige og varer i 3 år. Det er omtrent like lenge som den gjennomsnittlige brukeren holder en datamaskin uansett.
Litt av motivet antar jeg …
Jeg forventer i i fremtiden vil sammenkoblingen av solid state-elektrolytter og ytterligere nanorør ultra cap-lag i mobile batterier til slutt dominere markedet, og å måtte bytte ut batteriet i en mobil enhet vil være en saga blott, det samme vil batterier som tar fyr. Celler som bruker Al3 + -ioner vil sannsynligvis erstatte Li + -celler, da den potensielle energitettheten er mye høyere, og kostnaden for Al vs. Li er betydelig lavere. Kjemi er komplisert, men en rekke forskningsgrupper jobber med det.
Enkelt spørsmål, langt svar.