Gli atomi sono gli elementi costitutivi dell'universo che vedi intorno a te. Sono elettricamente neutrali, e questa è una buona cosa per forme di vita come noi. Se gli atomi non fossero neutrali, sarebbero instabili e probabilmente non saremmo qui. Perché gli atomi sono neutri elettricamente? La risposta è semplice: i loro componenti caricati negativamente (elettroni) sono completamente bilanciati con i loro componenti caricati positivamente (protoni). Capire questo ti introduce a idee chiave per qualsiasi scienziato in erba e costituisce anche un ponte verso altri argomenti come l'esistenza di ioni non neutri.

TL; DR (Troppo lungo; Non letto)

Gli atomi sono elettricamente neutri perché contengono quantità uguali di protoni caricati positivamente e di elettroni caricati negativamente. Elettroni e protoni hanno cariche uguali ma opposte, quindi il risultato non è una carica netta.

Gli ioni sono atomi che hanno guadagnato o perso elettroni. Di conseguenza, gli ioni hanno una carica netta.

Protoni, elettroni e neutroni

Tre particelle importanti formano gli atomi e ognuno ha una carica diversa. Il nucleo contiene protoni e neutroni e gli elettroni occupano una "nuvola" attorno all'esterno. I neutroni non hanno carica elettrica, come suggerisce il loro nome. I protoni e gli elettroni sono entrambi carichi ma in modo opposto. I protoni hanno una carica positiva di 1,6 × 10 ^{- 19 coulomb e gli elettroni hanno una carica negativa di -1,6 × 10 - 19 coulomb. Ogni protone porta la stessa carica positiva, e ogni elettrone porta il contrario, quindi in molti casi gli scienziati dicono solo +1 per i protoni e -1 per gli elettroni.}

Gli elementi sono elettricamente neutri

Gli elementi chimici sono definiti più semplicemente dal numero di protoni che hanno. Questo è chiamato il loro numero atomico, e la tavola periodica è una lista sequenziale di elementi con numeri atomici crescenti. L'idrogeno ha un numero atomico di uno (cioè un protone), l'elio ne ha due, il litio ne ha tre e così via. Ogni elemento ha lo stesso numero di elettroni che orbitano attorno al nucleo centrale. La carica negativa degli elettroni cancella la carica positiva dai protoni, quindi quando si considera l'intera cosa, questi atomi sono tutti elettricamente neutri.

I neutroni siedono anche con i protoni nei nuclei della maggior parte degli elementi, ma poiché essi non sono caricati, non hanno una parte da giocare perché gli atomi sono elettricamente neutri. Alcuni elementi esistono in più di una forma con diversi numeri di neutroni come isotopi diversi, ma questo influisce sulla loro stabilità quando si tratta di decadimento radioattivo piuttosto che sulla loro carica.

Ioni: L'eccezione alla regola

Sebbene tutti gli atomi siano ordinariamente neutri dal punto di vista elettrico, ci sono alcune importanti eccezioni. Se un atomo perde un elettrone, allora i protoni sono più numerosi degli elettroni, e c'è una carica netta di +1. Alcuni elementi ottengono un elettrone e quindi un eccesso di carica negativa, dando loro una carica netta di -1.

Questi sono chiamati ioni, un "catione" per ioni caricati positivamente e un "anione" per ioni con carica negativa . Anche se questo significa che sono meno elettricamente stabili e attraggono ioni caricati in modo opposto, alcuni elementi sono inclini a comportarsi in questo modo perché il loro guscio elettronico più esterno è uno o due elettroni di distanza da "pieno" o solo uno o due elettroni in un nuovo shell.