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Protonen sitzen im Kern und werden bei einfachen chemischen Vorgängen nicht ausgetauscht. Elektronen sind die Teilchen, deren Zahl sich verändert. Die Protonenzahl bestimmt daher weiterhin das Element, während die Differenz zwischen Protonen und Elektronen die Ionenladung bestimmt.
Eine einfache Möglichkeit, die Ladung abzulesen, ist das Vorzeichen. Protonen erhöhen den positiven Wert, während Elektronen den negativen Wert erhöhen. Wenn die Zählungen übereinstimmen, ist das Ergebnis oder neutral. Wenn die Elektronen abnehmen, bleibt die positive Ladung bestehen. Wenn die Elektronenzahl zunimmt, bleibt die negative Ladung bestehen.
Ein positiv geladenes Ion heißt Kation. Es entsteht, wenn ein Atom Elektronen abgibt.
Ein negativ geladenes Ion heißt Anion. Es entsteht, wenn ein Atom Elektronen aufnimmt.
Ein Ion ist ein atomares oder molekulares Teilchen mit elektrischer Nettoladung.
Die Ionenladung ergibt sich aus der Protonenzahl minus der Elektronenzahl:
Das Symbol ist die Ladungszahl des Ions in Einheiten der Elementarladung, nicht in Coulomb, ist die Anzahl der Protonen und ist die Anzahl der Elektronen.
Für die Elektronenzahl eines Ions wird dieselbe Formel umgestellt:
Beispiel für Natrium:
Fluorid-Beispiel:
Das negative Vorzeichen in bedeutet, dass es mehr Elektronen als Protonen gibt. Deshalb wird zu .
Wenn ein Atom zum Ion wird, bleiben die Zahlen der Protonen und Neutronen gleich. Die Elektronenzahl ändert sich entsprechend der Ionenladung. Die Tabelle zeigt die einzelnen Größen.
| Teil zum Lesen | Wenn sich ein Ion bildet | Wirkung |
|---|---|---|
| Protonen | Bleiben gleich | Das Element ändert sich nicht. |
| Neutronen | Bleiben beim selben Isotop gleich | Die Massenzahl ändert sich nicht. |
| Elektronen | Ändern sich | Die Ionenladung ändert sich. |
und sind deshalb beide Natrium: Ihre Protonenzahl bleibt . besitzt jedoch nur statt Elektronen.
Die Tabelle zeigt die vollständige Rechnung. Von links nach rechts gelesen liefert die Ordnungszahl die Protonenzahl, die Neutronenzahl und den Zusammenhang zwischen Ladung und Elektronenzahl.
| Symbol | Ordnungszahl | Massenzahl | Ladung | Protonen | Elektronen | Neutronen |
|---|---|---|---|---|---|---|
Nehmen wir . Die Ordnungszahl bedeutet Protonen. Bei der Ladung ergibt sich folgende Elektronenzahl:
Seine Neutronenzahl ergibt sich aus der Massenzahl:
Bei Unsicherheit hilft die Ladungsrechnung als Ausgangspunkt. Kationen besitzen weniger Elektronen als Protonen, Anionen dagegen mehr.
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