Aatom muutub iooniks

Aatom on laenguta aineosake, sest positiivselt laetud prootonite arv võrdub negatiivselt laetud elektronide arvuga. Mõlema laengu absoluut­väärtus on teatavasti 1 elementaar­laengu­ühik. Mitmete füüsikaliste ja keemiliste protsesside käigus võib aga aatom liita või loovutada elektrone ja omandada elektri­laengu. Üldjuhul toimub see siis, kui välis­kiht ei ole maksimaalselt täidetud 8 elektroniga. Kui aatom loovutab elektrone, muutub ta positiivselt laetud iooniks. Elektronide liitmisel tekib aatomist negatiivselt laetud ioon.

Millistele aatomitele meeldib kinkida ära oma elektrone ja millistele kingitusi saada elektronide näol? Positiivseks iooniks muutuvad kõik metalliliste elementide aatomid. Nende välis­kihi vähesed elektronid on tuumast kaugel, tuum hoiab neid nõrgalt kinni. Naatriumi aatom, loovutades välis­kihi ainsa elektroni, muutub positiivseks naatrium­iooniks laenguga +1. Seda tähistame Na⁺. Elektroni loovutamise protsessi võib tähistada lühidalt:

Na – 1e^– → Na⁺

Uurime, millise väliskihi omandab Na selle protsessi tulemusena. Elektron­skeemilt näeme, et naatrium­iooni välis­kihiks on nüüd eel­viimane kiht, millel on 8 elektroni:

Teatavasti saabki väliskihil olla maksimaalselt 8 elektroni. Selline välis­kiht on väga püsiv. VIIIA-rühma elemente – vääris­gaase neooni, argooni jt – iseloomustab suur keemiline püsivus just tänu sellele, et maksimaalselt on täidetud elektronidega kõik elektron­kihid. Järelikult on vääris­gaasidel ka välis­kihil 8 elektroni, välja arvatud heeliumil. Naatrium­iooni välis­kiht sarnaneb nüüd vääris­gaasi neooni välis­kihiga, sest mõlemal on välis­kihis 8 elektroni

Ne +10| 2) 8)

See tähendab, et naatrium­ioon on püsivam osake kui naatriumi aatom.

Kui ühe keemilise elemendi aatom loovutab elektrone, peab leiduma aatom, mis selle elektroni „vastu võtab”. Naatriumi poolt loovutatud elektronid suunduvad mõne teise keemilise elemendi aatomile, millel on samuti osaliselt täidetud väline elektron­kiht. Millised aatomid võtavad vastu seda­laadi kingitusi? Nendeks on perioodilisus­tabeli parem­poolses ääres paiknevad mitte­metallilised elemendid (välja arvatud VIIIA-rühma elemendid, mis ei liida ega loovuta elektrone, kuna nad on niigi püsivad). Fluori elektron­skeemilt näeme, et tal on parasjagu üks elektron puudu püsiva välis­kihi moodustamisest.

Elektroni liites muutub fluori aatom negatiivseks iooniks laenguga –1, mida tähistame F^– ja nimetame fluoriid­iooniks:

F + 1e^– → F^–

Kuna erinimelised laengud tõmbuvad, ühinevad positiivne naatrium­ioon ja negatiivne fluoriid­ioon. Tulemusena tekib uus aine: ioonidest koosnev naatrium­fluoriid NaF. Sageli on hamba­pasta tuubile märgitud: „Sisaldab fluori, mis väldib hammaste lagunemist.” Tegelikult ei ole hamba­pastas kunagi vaba fluori, mis on väga mürgine gaas, vaid just naatrium­fluoriidi.