Jadual berkala dengan cas

Apakah cas ion?

Sesuatu atom adalah neutral kerana ia mempunyai bilangan proton dan elektron yang sama. Apabila ia kehilangan elektron, ia menjadi ion positif (kation), dan apabila ia memperoleh elektron, ia menjadi ion negatif (anion). Cas ialah bilangan elektron yang hilang atau diperoleh: atom natrium yang kehilangan satu elektron menjadi Na⁺, dengan cas +1, dan atom klorin yang memperoleh satu elektron menjadi Cl⁻, dengan cas −1.

Atom biasanya kehilangan atau memperoleh elektron secukupnya untuk mencapai susunan elektron yang sama dengan gas adi yang terdekat. Petala terluar yang penuh itu amat stabil, itulah sebabnya cas mengikut nombor kumpulan dengan begitu rapat.

Cara mencari cas daripada kumpulan

Bagi unsur kumpulan utama, kumpulan menentukan cas. Logam kumpulan 1 membentuk ion +1, logam kumpulan 2 membentuk ion +2 dan aluminium dalam kumpulan 13 membentuk +3. Di sebelah kanan jadual, coraknya terbalik bagi bukan logam dan metaloid: yang dalam kumpulan 15 mengambil −3, yang dalam kumpulan 16 mengambil −2 dan halogen dalam kumpulan 17 mengambil −1, kerana memperoleh tiga, dua atau satu elektron melengkapkan petala terluar mereka. Logam yang lebih rendah dalam kumpulan ini, seperti bismut (+3, +5), membentuk ion positif sebaliknya. Kumpulan 18 ditunjukkan sebagai 0, kerana gas adi sudah mempunyai petala yang penuh.

Karbon, silikon dan germanium dalam kumpulan 14 ditunjukkan sebagai ±4, dan boron sebagai +3, iaitu cas yang terhasil daripada kumpulan mereka. Pada praktiknya, unsur ini, seperti banyak bukan logam, biasanya berkongsi elektron dalam ikatan kovalen dan bukannya membentuk ion ringkas. Hidrogen ditunjukkan dengan dua cas: +1, seperti dalam asid, dan −1 dalam hidrida logam seperti natrium hidrida (NaH).

Logam peralihan dan pengecualian lain

Logam peralihan tidak mengikut petua kumpulan yang mudah. Ia kehilangan elektron s terluarnya dahulu dan kemudian boleh kehilangan sebahagian elektron d juga, jadi banyak daripadanya membentuk lebih daripada satu ion. Besi ditunjukkan sebagai +2, +3 dan kuprum sebagai +1, +2, manakala timah dan plumbum, dua logam pasca-peralihan, ditunjukkan sebagai +2, +4. Zink (+2) dan perak (+1) ialah pengecualian yang berguna dengan satu cas lazim sahaja. Apabila logam mempunyai lebih daripada satu cas, cas itu ditulis dalam nama sebagai angka Rom: ferum(II) klorida ialah FeCl₂ dan ferum(III) klorida ialah FeCl₃.

Bagi unsur super berat dari meitnerium (109) hingga oganeson (118), hanya beberapa atom pernah dihasilkan, jadi casnya tidak diketahui dan dipaparkan sebagai sempang. Cas tidak sama dengan keadaan pengoksidaan, yang turut merangkumi sebatian kovalen; paparan keadaan pengoksidaan menyenaraikannya.

Contoh penyelesaian: aluminium oksida

Aluminium berada dalam kumpulan 13 dan ditunjukkan sebagai +3. Oksigen berada dalam kumpulan 16 dan ditunjukkan sebagai −2. Dalam sebatian ionik, cas positif dan negatif mesti saling membatalkan, dan bilangan ion terkecil yang berbuat demikian ialah dua ion aluminium dan tiga ion oksida: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0. Oleh itu, formula aluminium oksida ialah Al₂O₃. Kaedah yang sama berfungsi untuk mana-mana pasangan ion, seperti magnesium (+2) dan klorin (−1), yang menghasilkan MgCl₂.