Melhor resposta
Os átomos desejam perder ou ganhar um elétron para permanecer estáveis. Depois de ganhar ou perder alguns elétrons, eles têm carga associada a eles, já que seus números de elétrons e prótons não se equilibram mais. Mas o que determina o que acontece com os elétrons de um átomo? Tudo tem a ver com o número de elétrons na camada de valência de um átomo.
Quantos elétrons um átomo tem?
Para encontrar quantos elétrons um átomo tem, basta olhar para o número atômico. O número de elétrons = o número atômico . O cloro, por exemplo, tem um número atômico de 17. Isso significa que tem 17 elétrons.
Se o cloro vai perder ou ganhar elétrons depende de como esses 17 elétrons estão configurados ao redor do núcleo.
Configuração de elétrons
A perda ou ganho de elétrons ocorre para tornar um átomo mais estável. Assim que esse processo ocorre, ele não é mais chamado de átomo, mas de íon .
Você pode pensar nos elétrons sendo ordenados em anéis ao redor do núcleo de um átomo. O primeiro anel deve conter dois elétrons para ser preenchido. O próximo deve conter oito. Em geral, quando a camada de valência está cheia, o átomo fica feliz. Ele não quer ganhar ou perder um elétron.
O que é o Valence Shell de um átomo?
O camada de valência é a camada mais externa de elétrons ao redor de um átomo. O número de elétrons nesta camada é importante para determinar como o átomo reagirá e em que carga o íon pode se tornar.
Muitos dos elementos em que você pensa com mais frequência nas aulas de biologia e química precisam de oito elétrons em sua concha de valência para serem estáveis. Isso é conhecido como a regra do octeto .
Digamos que você saiba que algum átomo tem 10 elétrons (você pode descobrir qual elemento é este ?). Quantos estariam na concha de valência? Primeiro você tira dois de 10, já que o primeiro anel tem 2 eleições. Isso deixa oito elétrons. Isso significa que na camada de valência há oito elétrons e que a camada de valência está cheia.
Se a camada de valência estiver cheia, nada acontecerá. O átomo não se ionizará. Como resultado, não haverá carga no átomo.
Neste exemplo, você tem néon (você descobriu que era néon?). Neon tem uma concha de valência completa e, portanto, não tem carga. Então, o que acontece quando o shell de valência não está cheio?
Tornando-se um íon
Os átomos querem ter um camada de valência completa, e eles querem fazer isso o mais facilmente possível.
Por exemplo, dê uma olhada no cloro novamente. Ele tem 17 elétrons. Quantos estão na valência? Os primeiros dois níveis serão cheio com 10 elétrons. Isso significa que há sete elétrons restantes na camada de valência. Isso significa que o cloro quer ganhar um elétron para ter uma camada de valência completa. Depois de ganhar um elétron, o que acontece com a carga?
Para começar, os elétrons e prótons estão equilibrados. O cloro tem 17 elétrons (carga de -17) e 17 prótons (carga de +17), então a carga geral é zero. Assim que o cloro ganha um elétron , no entanto, o total torna-se apenas -1, pois agora há 18 elétrons e ainda 17 prótons. Como resultado, o cloro é um íon carregado negativo. É escrito como: Cl-.
Os íons carregados negativamente são chamados ânions . E quanto aos íons carregados positivamente? Eles são chamados de cátions . Dê uma olhada neste exemplo de como um cátion se forma:
O magnésio é o número atômico 12. Isso significa que tem 12 elétrons e 12 prótons. Agora, como as eleições estão configuradas e quantos elétrons existem na camada de valência?
As duas primeiras camadas estão cheias, a primeira com dois elétrons e a segunda com oito. Tudo o que resta são dois elétrons na camada de valência. Agora, os átomos podem ganhar seis elétrons para chegar a oito para uma camada completa, ou pode perder dois para chegar a uma camada completa. A segunda maneira é muito mais fácil. Como resultado, o magnésio perde dois elétrons.
Depois de perder dois elétrons, a carga no átomo torna-se +2, pois agora existem 10 elétrons (-10) e 12 prótons (+12). É escrito como: Mg2 +.
Carga iônica e a tabela periódica
Há uma tendência para a formação de íons na tabela periódica. Os grupos 1, 2, 13 e 14 tendem a ter carga positiva. Isso significa que eles preferem perder alguns elétrons para chegar a uma camada de valência completa.
Os grupos 15, 16 e 17 tendem a ter uma carga negativa porque preferem ganhar elétrons para chegar a uma camada de valência completa.
Finalmente, no grupo 18, estão os gases nobres. Esses elementos já possuem uma concha de valência completa.Por esse motivo, é improvável que eles percam ou ganhem um elétron e são extremamente estáveis.
Resposta
Como todas as respostas afirmam, o lítio tem 1 elétron de um total de 3 que pode facilmente reagir . Portanto, o íon Li + teria uma carga de 1+.
Isso é facilmente descoberto. Então, por que você queria saber?
Acho que a razão pela qual eles gostam de lítio em baterias é por causa de seu peso, é o metal mais leve, e seu tamanho, o íon é o menor dos elementos em sua classe, para que você possa embalar mais íons em uma placa na bateria por área de eletrodo e, assim, obter maior densidade de carga. Portanto, no geral, você obtém mais energia com uma bateria menor e mais leve. Em aplicações onde o tamanho e o peso são importantes, como em um laptop ou telefone celular, isso faz de íon de lítio a bateria preferida. A química é mais complicada do que muitas “baterias” (as células recarregáveis não são realmente baterias, são acumuladores. As baterias criam energia pela quebra de duas placas com uma diferença na “eletronegatividade”).
Nas células de íon-lítio, o lítio é sempre combinado com outros elementos. O lítio metálico é usado apenas em baterias de lítio descartáveis, como as células-moeda de lítio em uma placa-mãe de computador. costumava usar células Ni-Cad e recarregá-las enquanto o computador estava ligado . Mas, aqueles tinham seus próprios problemas. As células tipo moeda podem manter um relógio CMOS por cerca de 3 anos de uso normal, ou mais se você raramente desligar o computador. Todo esse esquema está um tanto obsoleto, já que as configurações podem ser facilmente armazenadas na EEPROM da BIOS, e o relógio pode se atualizar da Internet quando o SO carrega. Ou um pequeno ultra cap pode ser usado em vez de uma célula descartável. Mas as células são baratas e duram 3 anos, o que é quase o mesmo tempo que o usuário médio mantém um computador.
Um pouco fora do assunto, eu acho …
Espero no No futuro, o emparelhamento de eletrólitos de estado sólido e camadas adicionais de nanotubos ultra cap em baterias móveis acabará dominando o mercado, e ter que substituir a bateria em um dispositivo móvel será uma coisa do passado, assim como baterias pegando fogo. As células que usam íons Al3 + provavelmente substituirão as células Li +, pois a densidade de energia potencial é muito maior e o custo de Al vs. Li é significativamente menor. A química é complicada, mas vários grupos de pesquisa estão trabalhando nela.
Pergunta simples, resposta longa.