Periodická tabulka s náboji

Co je náboj iontu?

Atom je neutrální, protože má stejný počet protonů a elektronů. Když elektrony odevzdá, stane se kladným iontem (kationtem), a když elektrony přijme, stane se záporným iontem (aniontem). Náboj je počet odevzdaných nebo přijatých elektronů: atom sodíku, který odevzdá jeden elektron, se stane Na⁺ s nábojem +1 a atom chloru, který jeden elektron přijme, se stane Cl⁻ s nábojem −1.

Atomy obvykle odevzdají nebo přijmou právě tolik elektronů, aby dosáhly stejného uspořádání elektronů jako nejbližší vzácný plyn. Tato plná vnější slupka je zvlášť stabilní, a proto náboje tak těsně sledují číslo skupiny.

Jak určit náboj podle skupiny

U prvků hlavních skupin určuje náboj skupina. Kovy 1. skupiny tvoří ionty +1, kovy 2. skupiny ionty +2 a hliník ve 13. skupině tvoří +3. Na pravé straně tabulky se vzorec u nekovů a polokovů obrací: ty v 15. skupině přijímají −3, ty v 16. skupině −2 a halogeny v 17. skupině −1, protože přijetím tří, dvou nebo jednoho elektronu se jejich vnější slupka doplní. Kovy níže v těchto skupinách, například bismut (+3, +5), tvoří místo toho kladné ionty. 18. skupina je uvedena jako 0, protože vzácné plyny už mají plnou slupku.

Uhlík, křemík a germanium ve 14. skupině jsou uvedeny jako ±4 a bor jako +3, tedy náboje, které vyplývají z jejich skupiny. V praxi tyto prvky, stejně jako mnoho nekovů, obvykle sdílejí elektrony v kovalentních vazbách místo tvorby jednoduchých iontů. Vodík je uveden se dvěma náboji: +1, jako v kyselinách, a −1 v hydridech kovů, například v hydridu sodném (NaH).

Přechodné kovy a další výjimky

Přechodné kovy se neřídí jednoduchým pravidlem skupin. Nejprve odevzdávají své vnější elektrony s a pak mohou odevzdat i některé elektrony d, takže mnohé z nich tvoří více než jeden iont. Železo je uvedeno jako +2, +3 a měď jako +1, +2, zatímco cín a olovo, dva kovy za přechodnými, jsou uvedeny jako +2, +4. Zinek (+2) a stříbro (+1) jsou užitečné výjimky s jediným běžným nábojem. Když má kov více než jeden náboj, uvádí se náboj v názvu římskou číslicí: chlorid železnatý je FeCl₂ a chlorid železitý FeCl₃.

U supertěžkých prvků od meitneria (109) po oganesson (118) byly vyrobeny jen nepatrné počty atomů, takže jejich náboje jsou neznámé a jsou zobrazeny pomlčkou. Náboje nejsou totéž co oxidační čísla, která zahrnují i kovalentní sloučeniny; ta uvádí pohled na oxidační čísla.

Řešený příklad: oxid hlinitý

Hliník je ve 13. skupině a je uveden jako +3. Kyslík je v 16. skupině a je uveden jako −2. V iontové sloučenině se kladné a záporné náboje musí vyrušit a nejmenší počty iontů, které to splňují, jsou dva ionty hliníku a tři oxidové ionty: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0. Vzorec oxidu hlinitého je tedy Al₂O₃. Stejná metoda funguje pro libovolnou dvojici iontů, například hořčík (+2) a chlor (−1), které dávají MgCl₂.