Jony proste, czyli jednoatomowe kationy i aniony

Każdy z nas dąży do doskonałości (no, może prawie każdy)...

Możemy marzyć o idealnych kształtach, przepięknej urodzie, wyjątkowym intelekcie czy wybitnym poczuciu humoru. 

Marzenia marzeniami ale czy mamy szansę stać się idealnymi?

Czy macie jakiś sposób żeby osiągnąć doskonałość?

Najważniejsze to znaleźć sobie ideał do którego nie jest zbyt daleko, który, choć teoretycznie, jest w naszym zasięgu.

Osobiście chciałabym wyglądać jak Joanna Krupa ;) W sprzyjających warunkach jestem w stanie to osiągnąć, wystarczy odpowiednia ilość środków finansowych i dobry chirurg plastyk, który odejmie mi trochę stąd i zowąd... Jeden z moich kolegów co jakiś czas wrzuca na "twarzoksiążkę" zdjęcia Arnolda Schwarzenegger'a, ponieważ dąży do osiągnięcia jego sylwetki... i ma na to szansę, wystarczy ciężki trening, dieta i ogromna ilość samozaparcia. 

Ale nie ma szans cofnąć się w czasie i odmłodzić o 30 lat. Podobnie jak ja nie mam szansy wyglądać jak Naomi Campbell.

Wyobraźcie sobie, że atomy również dążą do doskonałości i są w stanie ją osiągnąć w sprzyjających warunkach. 

Tym ideałem, do którego zmierzają są GAZY SZLACHETNE, czyli pierwiastki znajdujące się w ostatniej grupie układu okresowego, posiadające wypełnione wszystkie (możliwe do zapełnienia) orbitale. 

Gazy szlachetne są cool, z nikim się nie zadają i nie wiążą, są typowymi singlami i jest im z tym dobrze. Mają wypełnione wszystkie orbitale walencyjne (te z ostatniej powłoki elektronowej), czyli nie mają możliwości tworzyć wiązań chemicznych.

"Sąsiedzi" gazów szlachetnych wiedzą, że niewiele im do nich brakuje, też chcą być idealni, dlatego próbują się do nich upodobnić. Czasem osiągają to oddając to czego mają za dużo, a czasem "pakując", żeby mieć więcej. Innymi słowy: jednym ze sposobów upodobnienia się do gazu szlachetnego może być oddanie "nadmiarowych" elektronów znajdujących się na ostatniej powłoce, a drugim - przyjęcie nowych elektronów w celu wypełnienia wszystkich orbitali walencyjnych.

Gdy obojętny elektrycznie atom oddaje lub przyjmuje ujemnie naładowane elektrony, zmienia się jego ładunek. Po oddaniu elektronu pozostaje ładunek dodatni, a przyjęcie elektronów powoduje pojawienie się ładunku ujemnego.

Najlepiej to rozważyć na przykładach.

"Szlachetnym" sąsiadem atomu litu jest hel. Lit ma trzy elektrony a hel - dwa. Żeby być takim jak hel, lit musi pozbyć się jednego elektronu i wcale nie jest to trudne. Niestety w jądrze atomowym litu są trzy protony (o ładunku dodatnim, równoważące ładunek elektronów), natomiast hel posiada dwa protony. A tu nic nie można zmienić*. Czyli po całej operacji upodabniania się do helu, lit ma trzy protony (3+) i dwa elektrony (2-). Sumaryczny ładunek wynosi "+" (1+).

Magnez najbliżej ma do neonu, tylko jego "doskonałość" jest w stanie osiągnąć. Jednak magnez posiada dwanaście elektronów (i tyle samo protonów), a neon ma ich po dziesięć. Gdy magnez odda dwa elektrony pozostanie mu dziesięć elektronów (10-) i dwanaście protonów (12+). Ostateczny ładunek wyniesie "2+".

Do neonu jako ideału dążą też inne pierwiastki, m.in. fluor. Ten posiada dziewięć elektronów, gdy zdobędzie jeszcze jeden, ładunek dziesięciu elektronów (10-) będzie przeciwstawiony dziewięciu protonom znajdującym się w jądrze (9+), czyli pozostanie ładunek "-".

Podobnie siarka, czy fosfor dążą do osiągnięcia takiej ilości elektronów, jaką ma argon. Dlatego przyjmują: siarka - dwa, a fosfor - trzy elektrony, tworząc jony odpowiednio "2-" i "3-".

Wszystko jasne?

Więc czas wprowadzić nowe pojęcie - oktetu elektronowego.

Jak już wcześniej wspomniałam wszystkie gazy szlachetne mają zapełnione przez elektrony wszystkie możliwe orbitale. Na ostatniej powłoce znajdują się elektrony walencyjne i jest ich osiem (z wyjątkiem helu, który ma tylko dwa). Dlatego pierwiastki dążą do posiadania ośmiu elektronów walencyjnych, a więc osiągnięcia oktetu elektronowego.

Porównajmy zapisy konfiguracji elektronowej fluoru, neonu i magnezu z zapisem konfiguracji omówionych jonów.

Powyższe schematy klatkowe najlepiej obrazują, że oba upodabniają się do neonu, wszystkie też na ostatniej, drugiej, powłoce posiadają upragnione osiem elektronów, czyli OKTET.

Jeden z nich jest anionem, drugi - kationem. Który to który?

*Gdybyśmy zmienili ilość protonów w jądrze atomu - zmienilibyśmy cały atom. Lit posiadający dwa protony nie będzie już litem, lecz helem.