Gli atomi sono i mattoni dell'universo che vedi intorno a te. Sono elettricamente neutri e questa è una buona cosa per le 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). La comprensione di questo ti introduce alle 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 uguali quantità di protoni caricati positivamente ed 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 ognuna ha una carica diversa. Il nucleo contiene i protoni e i neutroni e gli elettroni occupano una "nuvola" attorno all'esterno. I neutroni non possiedono alcuna carica elettrica, come suggerisce il nome. I protoni e gli elettroni sono entrambi caricati 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 protoni e −1 per 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 un elenco sequenziale di elementi con numeri atomici crescenti. L'idrogeno ha un numero atomico di uno (che significa un protone), l'elio ne ha due, il litio ne ha tre e così via. Ogni elemento ha lo stesso numero di elettroni in orbita attorno al nucleo centrale. La carica negativa degli elettroni annulla la carica positiva dei protoni, quindi quando si considera il tutto, questi atomi sono elettricamente neutri.

I neutroni siedono anche con i protoni nei nuclei della maggior parte degli elementi, ma dal momento che non sono caricati, non hanno un ruolo nel perché gli atomi sono elettricamente neutri. Alcuni elementi esistono in più di una forma con diversi numeri di neutroni come diversi isotopi, ma ciò influisce sulla loro stabilità quando si tratta di decadimento radioattivo piuttosto che sulla loro carica.
Ioni: l'eccezione alla regola

Sebbene tutti gli atomi sono normalmente elettricamente neutri, 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 ione con carica positiva e un "anione" per ioni con carica negativa . Sebbene ciò significhi che sono meno elettricamente stabili e attireranno ioni caricati in modo opposto, alcuni elementi sono inclini a comportarsi in questo modo perché il loro guscio di elettrone più esterno è a uno o due elettroni di distanza dall'essere "pieno" o solo uno o due elettroni in un nuovo shell.