Beste antwoord
Atomen willen een elektron verliezen of winnen om stabiel te zijn. Als ze eenmaal elektronen hebben gewonnen of verloren, is er lading aan verbonden omdat hun elektronen- en protonenaantallen niet langer in evenwicht zijn. Maar wat bepaalt wat er gebeurt met de elektronen die een atoom heeft? Het heeft allemaal te maken met het aantal elektronen. in de valentieschil van een atoom.
Hoeveel elektronen heeft een atoom?
Om hoeveel elektronen een atoom heeft, kijk je gewoon naar het atoomnummer. Het aantal elektronen = het atoomnummer . Chloor heeft bijvoorbeeld een atoomnummer van 17. Dat betekent dat het 17 elektronen heeft.
Of chloor elektronen zal verliezen of winnen, hangt af van hoe deze 17 elektronen rond de kern zijn geconfigureerd.
Elektronenconfiguratie
Het verlies of de toename van elektronen vindt plaats om een atoom stabieler te maken. Zodra dit proces plaatsvindt, wordt het niet langer een atoom genoemd maar een ion .
Je kunt denken aan elektronen die geordend zijn in ringen rond de kern van een atoom. De eerste ring moet twee elektronen bevatten om vol te zijn. De volgende moet acht bevatten. Over het algemeen is het atoom gelukkig als de valentieschil eenmaal vol is. Het wil geen elektron winnen of verliezen.
Wat is de valentie-omhulsel van een atoom?
De valentieschil is de buitenste schil van elektronen die een atoom omringen. Het aantal elektronen in deze schil is belangrijk om te bepalen hoe het atoom zal reageren en wat de lading van het ion zou kunnen worden.
Veel van de elementen waar je het vaakst aan denkt in de biologie en scheikunde hebben acht elektronen nodig in hun valentieschil om stabiel te zijn. Dit wordt de octetregel genoemd.
Stel dat je weet dat een atoom 10 elektronen heeft (kun je erachter komen welk element dit is ?). Hoeveel zouden er in de valentieschil zitten? Eerst haal je er twee van de 10 weg, aangezien de eerste ring 2 verkiezingen heeft. Er blijven dan acht elektronen over. Dat betekent dat er in de valentieschil acht elektronen zijn en dat de valentieschil vol is.
Als de valentieschil vol is, gebeurt er niets. Het atoom zal niet ioniseren. Het resultaat is dat er geen lading op het atoom komt.
In dit voorbeeld heb je neon (wist je dat het neon was?). Neon heeft een volledige valentieschil en heeft dus geen lading. Dus wat gebeurt er als de valentieschil niet “vol is?
Een ion worden
Atomen willen een volledige valentieschil, en ze willen het zo gemakkelijk mogelijk doen.
Kijk bijvoorbeeld nog eens naar chloor. Het heeft 17 elektronen. Hoeveel zitten er in de valentie? De eerste twee niveaus zijn vol met 10 elektronen. Dat betekent dat er zeven elektronen over zijn in de valentieschil. Dit betekent dat chloor een elektron wil krijgen om een volledige valentieschil te krijgen. Wat gebeurt er met de lading als het eenmaal het ene elektron heeft gewonnen?
Om te beginnen zijn de elektronen en protonen in evenwicht. Chloor heeft 17 elektronen (een lading van -17) en 17 protonen (een lading van +17), dus de totale lading is nul. Zodra het chloor een elektron krijgt het totaal wordt echter net -1 aangezien er nu 18 elektronen en nog steeds 17 protonen zijn. Als resultaat is chloor een negatief geladen ion. Het wordt geschreven als: Cl-.
Negatief geladen ionen worden genoemd anionen . Hoe zit het met positief geladen ionen? Ze worden kationen genoemd. Bekijk dit voorbeeld van hoe een kation wordt gevormd:
Magnesium is atoomnummer 12. Dat betekent dat het 12 elektronen en 12 protonen heeft. Hoe zijn de verkiezingen nu geconfigureerd en hoeveel elektronen zitten er in de valentieschil?
De eerste twee schillen zijn vol, de eerste met twee elektronen en de tweede met acht. Het enige dat overblijft zijn twee elektronen in de valentieschil. Nu zouden de atomen zes elektronen kunnen krijgen om acht te maken voor een volledige schaal, of ze zouden er twee kunnen verliezen om een volledige schaal te maken. De tweede manier is veel gemakkelijker. Hierdoor verliest magnesium twee elektronen.
Na verlies van twee elektronen wordt de lading op het atoom +2 aangezien er nu 10 elektronen (-10) en 12 protonen (+12) zijn. Het is geschreven als: Mg2 +.
Ion Charge and the Periodic Table
Er is een trend naar ionenvorming op het periodiek systeem. Groepen 1, 2, 13 en 14 hebben de neiging positief geladen te worden. Dit betekent dat ze liever wat elektronen verliezen om bij een volledige valentieschil te komen.
Groepen 15, 16 en 17 hebben de neiging om een negatieve lading te hebben omdat ze liever elektronen winnen om bij een volledige valentieschil te komen.
Tot slot, in groep 18, zijn de edelgassen. Deze elementen hebben al een complete valentieschil.Om deze reden is het onwaarschijnlijk dat ze een elektron verliezen of krijgen en zijn ze extreem stabiel.
Antwoord
Zoals alle antwoorden aangeven, heeft Lithium 1 elektron op 3 in totaal dat gemakkelijk kan reageren . Dus de Li + ion zou een lading hebben van 1+.
Dit is gemakkelijk te ontdekken. Dus waarom wilde je dat weten?
Ik denk dat de reden waarom ze lithium in batterijen leuk vinden, is vanwege zowel het gewicht, het lichtste metaal als het formaat, het ion is het kleinste element in zijn klasse, zodat u meer ionen op een plaat in de batterij per elektrodegebied kunt verpakken, en zo een hogere ladingsdichtheid krijgt. U krijgt dus over het algemeen meer vermogen uit een kleinere, lichtere batterij. In toepassingen waar grootte en gewicht belangrijk zijn, zoals in een laptop of mobiele telefoon, dit maakt Li-ion de huidige batterij bij uitstek. De chemie is gecompliceerder dan veel batterijen (oplaadbare cellen zijn eigenlijk geen batterijen, het zijn accus. Batterijen creëren stroom door de afbraak van twee platen met een verschil in “elektronegativiteit”).
In Li-ion-cellen wordt het lithium altijd gecombineerd met andere elementen. Metallisch lithium wordt alleen gebruikt in vervangbare lithiumbatterijen zoals de lithium-knoopcelbatterijen op het moederbord van een computer. gebruikte om Ni-Cad-cellen te gebruiken en deze op te laden terwijl de computer aan stond . Maar die hadden hun eigen problemen. De knoopcelbatterijen kunnen een CMOS-klok ongeveer 3 jaar bij normaal gebruik vasthouden, langer als u de computer zelden uitzet. Dit hele schema is enigszins achterhaald, omdat instellingen gemakkelijk in de BIOS EEPROM kunnen worden opgeslagen en de klok zichzelf kan bijwerken vanaf internet wanneer het besturingssysteem wordt geladen. Of een kleine ultra-cap kan worden gebruikt in plaats van een wegwerpcel. Maar de cellen zijn goedkoop en gaan 3 jaar mee, wat ongeveer net zo lang is als de gemiddelde gebruiker toch een computer heeft.
Een beetje afwijkend denk ik …
Ik verwacht in de In de toekomst zal het koppelen van vaste-stofelektrolyten en extra nanobuisjes ultra-cap-lagen in mobiele batterijen uiteindelijk de markt domineren, en het vervangen van de batterij in een mobiel apparaat behoort tot het verleden, net als batterijen die in brand vliegen. Cellen die Al3 + -ionen gebruiken, zullen waarschijnlijk Li + -cellen vervangen, aangezien de potentiële energiedichtheid veel hoger is en de kosten van Al vs. Li aanzienlijk lager zijn. De scheikunde is ingewikkeld, maar een aantal onderzoeksgroepen werken eraan.
Simpele vraag, lang antwoord.