A estrutura dos átomos — partículas elementares da matéria, elétrons, prótons, nêutrons
Todos os corpos físicos na natureza são feitos de um tipo de matéria chamada matéria. As substâncias são divididas em dois grupos principais — substâncias simples e complexas.
Substâncias complexas são aquelas substâncias que, por meio de reações químicas, podem ser decompostas em outras substâncias mais simples. Ao contrário das substâncias complexas, as substâncias simples são aquelas que não podem ser quimicamente decompostas em substâncias ainda mais simples.
Um exemplo de substância complexa é a água, que por meio de uma reação química pode ser decomposta em duas outras substâncias mais simples - hidrogênio e oxigênio. Quanto aos dois últimos, eles não podem mais ser decompostos quimicamente em substâncias mais simples e são, portanto, substâncias simples, ou seja, elementos químicos.
Na primeira metade do século XIX, havia uma suposição na ciência de que os elementos químicos eram substâncias inalteradas que não tinham relação comum entre si. No entanto, o cientista russo D. I. Mendeleev (1834 — 1907) pela primeira vez em 1869revela a relação dos elementos químicos, mostrando que a característica qualitativa de cada um deles depende de sua característica quantitativa - peso atômico.
Estudando as propriedades dos elementos químicos, D. I. Mendeleev notou que suas propriedades se repetiam periodicamente dependendo de seu peso atômico. Ele mostrou essa periodicidade na forma de uma tabela, que entrou na ciência com o nome de "Tabela Periódica dos Elementos de Mendeleev".
Abaixo está a tabela periódica moderna de elementos químicos de Mendeleev.
átomos
De acordo com os conceitos científicos modernos, cada elemento químico consiste em uma coleção das menores partículas materiais (materiais) chamadas átomos.
Um átomo é a menor fração de um elemento químico que não pode mais ser decomposto quimicamente em outras partículas materiais menores e mais simples.
Átomos de elementos químicos de natureza diferente diferem uns dos outros em suas propriedades físico-químicas, estrutura, tamanho, massa, peso atômico, energia própria e algumas outras propriedades. Por exemplo, o átomo de hidrogênio difere nitidamente em suas propriedades e estrutura do átomo de oxigênio, e este último do átomo de urânio, e assim por diante.
Os átomos de elementos químicos são extremamente pequenos em tamanho. Se assumirmos condicionalmente que os átomos têm uma forma esférica, seus diâmetros devem ser iguais a cem milionésimos de centímetro. Por exemplo, o diâmetro de um átomo de hidrogênio - o menor átomo da natureza - é um centésimo milionésimo de centímetro (10-8 cm), e o diâmetro dos maiores átomos, por exemplo, o átomo de urânio, não excede trezentos milionésimos de centímetro (3 10-8 cm).Portanto, o átomo de hidrogênio é tantas vezes menor que a esfera de um centímetro de raio, quanto esta é menor que o globo.
Devido ao tamanho muito pequeno dos átomos, sua massa também é muito pequena. Por exemplo, a massa de um átomo de hidrogênio é m = 1,67· 10-24. Isso significa que um grama de hidrogênio contém cerca de 6·1023 átomos.
Para a unidade convencional de medida dos pesos atômicos dos elementos químicos, é considerado 1/16 do peso de um átomo de oxigênio. De acordo com esse peso atômico de um elemento químico, um número abstrato é chamado, indicando quantas vezes o peso de um determinado elemento químico é maior que 1/16 do peso de um átomo de oxigênio.
Na tabela periódica dos elementos de D. I. Mendeleev, são dados os pesos atômicos de todos os elementos químicos (veja o número sob o nome do elemento). A partir desta tabela, vemos que o átomo mais leve é o átomo de hidrogênio, que tem um peso atômico de 1,008. O peso atômico do carbono é 12, do oxigênio é 16 e assim por diante.
Quanto aos elementos químicos mais pesados, seu peso atômico excede o peso atômico do hidrogênio em mais de duzentas vezes. Portanto, o valor atômico do mercúrio é 200,6, do rádio é 226 e assim por diante. Quanto maior a ordem numérica ocupada por um elemento químico na tabela periódica dos elementos, maior o peso atômico.
A maioria dos pesos atômicos dos elementos químicos são expressos como números fracionários. Isso é explicado até certo ponto pelo fato de que tais elementos químicos consistem em um conjunto de quantos tipos de átomos com diferentes pesos atômicos, mas com as mesmas propriedades químicas.
Os elementos químicos que ocupam o mesmo número na tabela periódica dos elementos e, portanto, têm as mesmas propriedades químicas, mas com diferentes pesos atômicos, são chamados de isótopos.
Os isótopos são encontrados na maioria dos elementos químicos, existem dois isótopos, cálcio - quatro, zinco - cinco, estanho - onze, etc. Muitos isótopos são obtidos através da arte, alguns deles têm grande importância prática.
Partículas elementares da matéria
Por muito tempo, acreditou-se que os átomos dos elementos químicos são o limite da divisibilidade da matéria, ou seja, como se fossem os "blocos de construção" elementares do universo. A ciência moderna rejeita essa hipótese estabelecendo que o átomo de qualquer elemento químico é um agregado de partículas materiais ainda menores que o próprio átomo.
De acordo com a teoria eletrônica da estrutura da matéria, o átomo de qualquer elemento químico é um sistema constituído por um núcleo central em torno do qual giram partículas "elementares" do material chamadas elétrons. Os núcleos dos átomos, de acordo com as visões geralmente aceitas, consistem em um conjunto de partículas materiais "elementares" — prótons e nêutrons.
Para entender a estrutura dos átomos e os processos físico-químicos neles, é necessário se familiarizar, pelo menos brevemente, com as características básicas das partículas elementares que constituem os átomos.
É determinado que um elétron é uma partícula verdadeira com a menor carga elétrica negativa observada na natureza.
Se assumirmos condicionalmente que o elétron como partícula tem uma forma esférica, então o diâmetro do elétron deve ser igual a 4 ·10-13 cm, ou seja, é dezenas de milhares de vezes menor que o diâmetro de cada átomo.
Um elétron, como qualquer outra partícula material, tem massa. A "massa de repouso" do elétron, ou seja, a massa que ele possui em estado de repouso relativo, é igual a mo = 9,1 · 10-28 G.
A "massa de repouso" extremamente pequena do elétron indica que as propriedades inerciais do elétron são extremamente fracas, o que significa que o elétron, sob a influência de uma força elétrica alternada, pode oscilar no espaço com uma frequência de muitos bilhões de períodos por segundo.
A massa do elétron é tão pequena que são necessárias 1027 unidades para produzir um grama de elétrons. Para ter pelo menos alguma ideia física desse número colossalmente grande, daremos um exemplo. Se um grama de elétrons pudesse ser disposto em linha reta próximos uns dos outros, eles formariam uma cadeia de quatro bilhões de quilômetros de comprimento.
A massa do elétron, como qualquer outra micropartícula material, depende da velocidade de seu movimento. Um elétron em estado de repouso relativo possui uma "massa de repouso" de natureza mecânica, semelhante à massa de qualquer corpo físico. Quanto à "massa de movimento" do elétron, que aumenta à medida que aumenta a velocidade de seu movimento, ela é de origem eletromagnética. Isso se deve à presença de um campo eletromagnético em um elétron em movimento como um tipo de matéria com massa e energia eletromagnética.
Quanto mais rápido o elétron se move, mais as propriedades inerciais de seu campo eletromagnético se manifestam, maior é a massa deste e, consequentemente, sua energia eletromagnética. Como o elétron com seu campo eletromagnético representa um único sistema material organicamente conectado, ele é natural que a massa de momento do campo eletromagnético do elétron seja diretamente atribuída ao próprio elétron.
O elétron, além das propriedades de uma partícula, também possui propriedades ondulatórias.Foi estabelecido experimentalmente que o fluxo de elétrons, como um fluxo de luz, se propaga na forma de um movimento ondulatório. A natureza do movimento ondulatório do fluxo de elétrons no espaço é confirmada pelos fenômenos de interferência e difração de ondas de elétrons.
Interferência eletrônica É o fenômeno da superposição de vontades de elétrons umas sobre as outras e difração de elétrons - este é o fenômeno das ondas de elétrons que se dobram nas bordas de uma fenda estreita através da qual o feixe de elétrons passa. Portanto, o elétron não é apenas uma partícula, mas uma «onda de partícula», cujo comprimento depende da massa e da velocidade do elétron.
Foi estabelecido que o elétron, além de seu movimento de translação, também realiza um movimento de rotação em torno de seu eixo. Esse tipo de movimento do elétron é chamado de "spin" (da palavra inglesa "spin" — fuso). Como resultado desse movimento, o elétron, além das propriedades elétricas devido à carga elétrica, também adquire propriedades magnéticas, assemelhando-se a esse aspecto a um ímã elementar.
Um próton é uma partícula real com uma carga elétrica positiva igual em valor absoluto à carga elétrica de um elétron.
A massa do próton é 1,67 ·10-24 r, ou seja, aproximadamente 1840 vezes maior que a "massa de repouso" do elétron.
Ao contrário de um elétron e um próton, um nêutron não tem carga elétrica, ou seja, é uma partícula "elementar" eletricamente neutra da matéria. A massa do nêutron é praticamente igual à massa do próton.
Os elétrons, prótons e nêutrons que compõem os átomos interagem uns com os outros. Em particular, elétrons e prótons se atraem como partículas com cargas elétricas opostas.Ao mesmo tempo, elétron de elétron e próton de próton se repelem como partículas com as mesmas cargas elétricas.
Todas essas partículas eletricamente carregadas interagem através de seus campos elétricos. Esses campos são um tipo especial de matéria que consiste em uma coleção de partículas materiais elementares chamadas fótons. Cada fóton tem uma quantidade estritamente definida de energia (quantum de energia) inerente a ele.
A interação de partículas de materiais eletricamente carregados ocorre através da troca de fótons entre si. A força de interação de partículas eletricamente carregadas é geralmente chamada de força elétrica.
Nêutrons e prótons nos núcleos dos átomos também interagem uns com os outros. No entanto, essa interação entre eles não se dá mais por meio de um campo elétrico, já que o nêutron é uma partícula eletricamente neutra da matéria, mas por meio do chamado campo nuclear.
Este campo também é um tipo especial de matéria que consiste em uma coleção de partículas materiais elementares chamadas mésons... A interação de nêutrons e prótons ocorre por meio da troca de mésons entre si. A força de interação entre nêutrons e prótons é chamada de força nuclear.
Foi estabelecido que as forças nucleares atuam nos núcleos dos átomos em distâncias extremamente pequenas - cerca de 10-13 cm.
As forças nucleares excedem em muito as forças elétricas de repulsão mútua de prótons no núcleo de um átomo. Isso leva ao fato de que eles são capazes não apenas de superar as forças de repulsão mútua de prótons dentro dos núcleos dos átomos, mas também de criar sistemas de núcleos muito fortes a partir da coleção de prótons e nêutrons.
A estabilidade do núcleo de qualquer átomo depende da proporção de duas forças conflitantes - nuclear (atração mútua de prótons e nêutrons) e elétrica (repulsão mútua de prótons).
Forças nucleares poderosas atuando nos núcleos dos átomos contribuem para a transformação de nêutrons e prótons uns nos outros. Essas interações de nêutrons e prótons ocorrem como resultado da liberação ou absorção de partículas elementares mais leves, por exemplo, mésons.
As partículas por nós consideradas são chamadas elementares porque não consistem em um agregado de outras partículas mais simples da matéria. Mas, ao mesmo tempo, não devemos esquecer que eles são capazes de se transformar um no outro, de surgir à custa do outro. Assim, essas partículas são algumas formações complexas, ou seja, sua natureza elementar é condicional.
Estrutura química dos átomos
O átomo mais simples em sua estrutura é o átomo de hidrogênio. Consiste em uma coleção de apenas duas partículas elementares - um próton e um elétron. O próton no sistema de átomos de hidrogênio desempenha o papel de um núcleo central em torno do qual um elétron gira em uma determinada órbita. Na fig. 1 mostra esquematicamente um modelo do átomo de hidrogênio.
Arroz. 1. Diagrama da estrutura do átomo de hidrogênio
Este modelo é apenas uma aproximação grosseira da realidade. O fato é que o elétron como uma "onda de partículas" não tem um volume nitidamente demarcado do meio externo. E isso significa que não se deve falar sobre uma órbita linear exata do elétron, mas sobre um tipo de nuvem de elétrons. Nesse caso, o elétron geralmente ocupa alguma linha intermediária da nuvem, que é uma de suas órbitas possíveis no átomo.
Deve-se dizer que a própria órbita do elétron não é estritamente imutável e estacionária no átomo - também, devido à mudança na massa do elétron, faz um certo movimento rotacional. Portanto, o movimento de um elétron em um átomo é relativamente complicado. Como o núcleo do átomo de hidrogênio (próton) e o elétron que gira em torno dele têm cargas elétricas opostas, eles se atraem.
Ao mesmo tempo, a energia livre do elétron, girando em torno do núcleo do átomo, desenvolve uma força centrífuga que tende a removê-lo do núcleo. Portanto, a força elétrica de atração mútua entre o núcleo do átomo e o elétron e a força centrífuga que atua sobre o elétron são forças opostas.
Em equilíbrio, seu elétron ocupa uma posição relativamente estável em alguma órbita do átomo. Como a massa do elétron é muito pequena, para equilibrar a força de atração ao núcleo do átomo, ele deve girar a uma velocidade enorme igual a cerca de 6,1015 revoluções por segundo. Isso significa que um elétron no sistema de um átomo de hidrogênio, como qualquer outro átomo, se move ao longo de sua órbita com uma velocidade linear superior a mil quilômetros por segundo.
Em condições normais, um elétron gira em um átomo do tipo na órbita mais próxima do núcleo. Ao mesmo tempo, tem a quantidade mínima possível de energia. Se por um motivo ou outro, por exemplo, sob a influência de outras partículas materiais que invadiram o sistema atômico, o elétron se desloca para uma órbita mais distante do átomo, então ele já terá uma quantidade de energia um pouco maior.
No entanto, o elétron permanece nessa nova órbita por um período insignificante de tempo, após o qual gira de volta para a órbita mais próxima do núcleo do átomo.Durante esse curso, ele desiste de seu excesso de energia na forma de um quantum de radiação magnética — energia radiante (Fig. 2).
Arroz. 2. Quando um elétron se move de uma órbita distante para uma mais próxima do núcleo de um átomo, ele emite um quantum de energia radiante
Quanto mais energia o elétron recebe de fora, mais ele se move para a órbita mais distante do núcleo do átomo e maior a quantidade de energia eletromagnética que ele emite quando gira para a órbita mais próxima do núcleo.
Medindo a quantidade de energia emitida pelo elétron durante a transição de diferentes órbitas para a mais próxima do núcleo do átomo, foi possível estabelecer que um elétron no sistema de um átomo de hidrogênio, como no sistema de qualquer outro átomo, não pode ir para uma órbita aleatória, para um estritamente determinado de acordo com esta energia que recebe sob a influência de uma força externa. As órbitas que um elétron pode ocupar em um átomo são chamadas de orbitais permitidos.
Como a carga positiva do núcleo do átomo de hidrogênio (a carga do próton) e a carga negativa do elétron são numericamente iguais, sua carga total é zero. Isso significa que o átomo de hidrogênio em seu estado normal é uma partícula eletricamente neutra.
Isso é verdade para os átomos de todos os elementos químicos: o átomo de qualquer elemento químico em seu estado normal é uma partícula eletricamente neutra devido à igualdade numérica de cargas positivas e negativas.
Como o núcleo de um átomo de hidrogênio contém apenas uma partícula "elementar" — um próton, o chamado número de massa desse núcleo é igual a um. O número de massa do núcleo de um átomo de qualquer elemento químico é o número total de prótons e nêutrons que compõem esse núcleo.
O hidrogênio natural consiste principalmente de uma coleção de átomos com um número de massa igual a um. No entanto, também contém outro tipo de átomos de hidrogênio, com um número de massa igual a dois. Os núcleos desses átomos pesados de hidrogênio, chamados deuterons, são formados por duas partículas, um próton e um nêutron. Este isótopo de hidrogênio é chamado deutério.
O hidrogênio natural contém quantidades muito pequenas de deutério. Para cada seis mil átomos de hidrogênio leve (número de massa igual a um), existe apenas um átomo de deutério (hidrogênio pesado). Existe outro isótopo de hidrogênio, o hidrogênio superpesado chamado trítio. No núcleo de um átomo desse isótopo de hidrogênio, existem três partículas: um próton e dois nêutrons, unidos por forças nucleares. O número de massa do núcleo de um átomo de trítio é três, ou seja, o átomo de trítio é três vezes mais pesado que o átomo de hidrogênio leve.
Embora os átomos dos isótopos de hidrogênio tenham massas diferentes, eles ainda têm as mesmas propriedades químicas, por exemplo, o hidrogênio leve, entrando em uma reação química com o oxigênio, forma com ele uma substância complexa - a água. Da mesma forma, o isótopo do hidrogênio, o deutério, combina-se com o oxigênio para formar a água, que, ao contrário da água comum, é chamada de água pesada. A água pesada é amplamente utilizada na produção de energia nuclear (atômica).
Portanto, as propriedades químicas dos átomos não dependem da massa de seus núcleos, mas apenas da estrutura da camada eletrônica do átomo. Como os átomos de hidrogênio leve, deutério e trítio têm o mesmo número de elétrons (um para cada átomo), esses isótopos têm as mesmas propriedades químicas.
Não é por acaso que o elemento químico hidrogênio ocupa o primeiro número na tabela periódica dos elementos.O fato é que existe alguma relação entre o número de cada elemento na tabela periódica dos elementos e a magnitude da carga no núcleo de um átomo desse elemento. Pode ser formulado da seguinte forma: o número de série de cada elemento químico na tabela periódica dos elementos é numericamente igual à carga positiva do núcleo desse elemento e, portanto, ao número de elétrons que giram em torno dele.
Como o hidrogênio ocupa o primeiro número na tabela periódica dos elementos, isso significa que a carga positiva do núcleo de seu átomo é igual a um e que um elétron gira em torno do núcleo.
O elemento químico hélio é o segundo na tabela periódica dos elementos. Isso significa que ele tem uma carga elétrica positiva do núcleo igual a duas unidades, ou seja, seu núcleo deve conter dois prótons, e na camada eletrônica do átomo - dois eletrodos.
O hélio natural consiste em dois isótopos - hélio pesado e leve. O número de massa do hélio pesado é quatro. Isso significa que, além dos dois prótons mencionados acima, mais dois nêutrons devem entrar no núcleo do átomo de hélio pesado. Já o hélio leve, seu número de massa é três, ou seja, além de dois prótons, mais um nêutron deve entrar na composição de seu núcleo.
Verificou-se que no hélio natural o número de átomos de hélio leve é aproximadamente um milionésimo dos átomos de gen pesados. Na fig. 3 mostra um modelo esquemático do átomo de hélio.
Arroz. 3. Diagrama da estrutura do átomo de hélio
A complicação adicional da estrutura dos átomos dos elementos químicos se deve ao aumento do número de prótons e nêutrons nos núcleos desses átomos e simultaneamente ao aumento do número de elétrons girando em torno dos núcleos (Fig. 4). Usando a tabela periódica dos elementos, é fácil determinar o número de elétrons, prótons e nêutrons que compõem diferentes átomos.
Arroz. 4. Esquemas de construção de núcleos atômicos: 1 — hélio, 2 — carbono, 3 — oxigênio
O número regular de um elemento químico é igual ao número de prótons no núcleo do átomo e ao mesmo tempo o número de elétrons girando em torno do núcleo. Quanto ao peso atômico, ele é aproximadamente igual ao número de massa do átomo, ou seja, o número de prótons e nêutrons reunidos no núcleo. Portanto, subtraindo do peso atômico de um elemento um número igual ao número atômico do elemento, é possível determinar quantos nêutrons estão contidos em um determinado núcleo.
Foi estabelecido que os núcleos de elementos químicos leves, que possuem um número igual de prótons e nêutrons em sua composição, se distinguem por uma resistência muito alta, pois as forças nucleares neles são relativamente grandes. Por exemplo, o núcleo de um átomo de hélio pesado é extremamente durável porque consiste em dois prótons e dois nêutrons unidos por poderosas forças nucleares.
Os núcleos dos átomos dos elementos químicos mais pesados já contêm em sua composição um número desigual de prótons e nêutrons, razão pela qual sua ligação no núcleo é mais fraca do que nos núcleos dos elementos químicos leves. Os núcleos desses elementos podem ser divididos com relativa facilidade quando bombardeados com "projéteis" atômicos (nêutrons, núcleos de hélio, etc.).
Quanto aos elementos químicos mais pesados, especialmente os radioativos, seus núcleos são caracterizados por uma resistência tão baixa que se desintegram espontaneamente em suas partes componentes. Por exemplo, átomos do elemento radioativo rádio, consistindo de uma combinação de 88 prótons e 138 nêutrons, decaem espontaneamente, tornando-se átomos do elemento radioativo radônio. Os átomos deste último, por sua vez, se decompõem em suas partes constituintes, passando para os átomos de outros elementos.
Tendo nos familiarizado brevemente com as partes constituintes dos núcleos dos átomos dos elementos químicos, vamos considerar a estrutura das camadas eletrônicas dos átomos. Como você sabe, os elétrons podem girar em torno dos núcleos dos átomos apenas em órbitas estritamente definidas. Além disso, eles estão tão agrupados no invólucro de elétrons de cada átomo que os invólucros de elétrons individuais podem ser distinguidos.
Cada camada pode conter um certo número de elétrons, que não excede um número estritamente certo. Assim, por exemplo, na primeira camada de elétrons mais próxima do núcleo de um átomo, pode haver no máximo dois elétrons, na segunda - não mais que oito elétrons, etc.
Aqueles átomos nos quais as camadas eletrônicas externas estão completamente preenchidas têm a camada eletrônica mais estável. Isso significa que um átomo retém firmemente todos os seus elétrons e não precisa receber uma quantidade adicional deles do lado de fora. Por exemplo, um átomo de hélio tem dois elétrons preenchendo completamente a primeira camada de elétrons, e um átomo de néon tem dez elétrons, dos quais os dois primeiros preenchem completamente a primeira camada de elétrons e o restante - o segundo (Fig. 5).
Arroz. 5. Diagrama da estrutura do átomo de néon
Portanto, os átomos de hélio e néon têm camadas de elétrons bastante estáveis, eles não tendem a alterá-los de forma quantitativa. Tais elementos são quimicamente inertes, ou seja, não entram em interação química com outros elementos.
No entanto, a maioria dos elementos químicos possui átomos onde as camadas externas de elétrons não estão completamente preenchidas com elétrons. Por exemplo, um átomo de potássio tem dezenove elétrons, dezoito dos quais preenchem completamente as três primeiras camadas, e o décimo nono elétron está na próxima camada de elétrons não preenchida. O fraco preenchimento da quarta camada de elétrons com elétrons leva ao fato de que o núcleo do átomo mantém muito fracamente o mais externo - o décimo nono elétron e, portanto, o último pode ser facilmente removido do átomo. …
Ou, por exemplo, o átomo de oxigênio tem oito elétrons, dois dos quais preenchem completamente a primeira camada e os seis restantes estão localizados na segunda camada. Assim, para a conclusão completa da construção da segunda camada de elétrons no átomo de oxigênio, faltam apenas dois elétrons. Portanto, o átomo de oxigênio não apenas mantém firmemente seus seis elétrons na segunda camada, mas também tem a capacidade de atrair dois elétrons ausentes para preencher sua segunda camada de elétrons. Isso ele consegue por combinação química com os átomos de tais elementos nos quais os elétrons externos estão fracamente associados com seus núcleos.
Elementos químicos cujos átomos não possuem camadas eletrônicas externas completamente preenchidas com elétrons são, via de regra, quimicamente ativos, isto é, eles entram voluntariamente em uma interação química.
Assim, os elétrons nos átomos dos elementos químicos são organizados em uma ordem estritamente definida, e qualquer mudança em seu arranjo espacial ou quantidade na camada de elétrons do átomo leva a uma mudança nas propriedades físico-químicas deste último.
A igualdade do número de elétrons e prótons no sistema atômico é a razão pela qual sua carga elétrica total é zero. Se a igualdade do número de elétrons e prótons no sistema atômico for violada, o átomo se tornará um sistema eletricamente carregado.
Um átomo em cujo sistema o equilíbrio de cargas elétricas opostas é perturbado pelo fato de ter perdido parte de seus elétrons ou, inversamente, adquirido um excesso deles, é chamado de íon.
Pelo contrário, se um átomo adquire um número excessivo de elétrons, ele se torna um íon negativo. Por exemplo, um átomo de cloro que recebeu um elétron adicional torna-se um íon de cloro negativo de carga única Cl-... Um átomo de oxigênio que recebeu dois elétrons adicionais torna-se um íon de oxigênio negativo duplamente carregado O, e assim por diante.
Um átomo que se tornou um íon torna-se um sistema eletricamente carregado em relação ao ambiente externo. E isso significa que o átomo passou a possuir um campo elétrico, junto com o qual forma um único sistema material e, por meio desse campo, realiza interação elétrica com outras partículas eletricamente carregadas da matéria - íons, elétrons, núcleos de átomos carregados positivamente, etc.
A capacidade de diferentes íons se atrairem é a razão pela qual eles se combinam quimicamente, formando partículas mais complexas de matéria - as moléculas.
Em conclusão, deve-se notar que as dimensões do átomo são muito grandes em comparação com as dimensões das partículas reais das quais são compostas. O núcleo do átomo mais complexo, junto com todos os elétrons, ocupa um bilionésimo do volume do átomo. Um cálculo simples mostra que, se um metro cúbico de platina puder ser pressionado com tanta força que os espaços intraatômico e interatômico desapareçam, será obtido um volume igual a cerca de um milímetro cúbico.