Wat is een positieve lading?

Alles in de wereld, natuurlijk of synthetisch, bestaat uit kleine structuren die atomen worden genoemd, die zijn gemaakt van protonen, neutronen en elektronen. Protonen hebben een positieve lading, neutronen hebben geen lading en elektronen hebben een negatieve lading. De balans van deze deeltjes bepaalt de algehele lading van een atoom. Een object met een positieve lading, zoals een persoon die krachtig met sokken bedekte voeten op een tapijt wrijft, bevat meer positieve deeltjes (protonen) dan negatieve (elektronen). Aangezien positieve atomen worden aangetrokken door negatieve en afgestoten door andere positieven, hebben de ladingen van de atomen waaruit een stuk materie bestaat een grote invloed op de eigenschappen en het gedrag.

Atoomkosten

Atomen, de basiseenheid van materie, hebben een kern die bestaat uit protonen en neutronen, waarrond een of meer elektronen zijn gebonden. Het aantal protonen bepaalt welk element het atoom is en wordt gegeven als zijn atoomnummer. Magnesium heeft bijvoorbeeld 12 protonen, waardoor het atoomnummer 12 is, terwijl zuurstof er acht heeft. Wanneer atomen samenkomen, worden ze moleculen.

Elektronen en protonen hebben niet dezelfde grootte en gewicht - elektronen zijn kleiner en lichter dan protonen - maar ze hebben wel dezelfde hoeveelheid lading. Dat wil zeggen dat een overeenkomend aantal protonen en elektronen elkaar opheffen in termen van totale lading. Omdat neutronen neutraal zijn, heeft hun aantal geen invloed op de lading van een atoom.

Hoewel het totale aantal subatomaire deeltjes dat een atoom heeft varieert, zijn atomen typisch elektrisch gebalanceerd, met een gelijk aantal protonen en elektronen. Dit betekent dat atomen van nature een neutrale lading hebben, maar dit kan veranderen door elektronen te verkrijgen of te verliezen door chemische en fysische processen. Wanneer een elektron verloren gaat, verschuift de balans met een extra proton, waardoor het atoom een ​​positieve lading krijgt. Het omgekeerde geldt voor negatief geladen atomen, die een elektron hebben gekregen. Wanneer de deeltjesbalans wordt verstoord, wat een positief of negatief atoom (of molecuul) oplevert, worden ze niet langer atomen genoemd. In plaats daarvan zijn het ionen , met positieve die kationen worden genoemd en negatieve die anionen worden genoemd.

Opladen en gedrag

De lading die een object heeft, beïnvloedt hoe het op zijn omgeving reageert. Kationen worden bijvoorbeeld aangetrokken door anionen, maar worden afgestoten door andere kationen. Evenzo stoten negatief geladen atomen elkaar af. Dit gedrag wordt de wet van Coulomb genoemd.

Positieve atomen trekken neutrale niet aan of stoten ze niet af, maar door een fenomeen dat elektrostatische inductie wordt genoemd, kan een aantrekking worden gecreëerd. Dit gebeurt omdat de elektronen in sommige moleculen de neiging hebben mobieler te worden wanneer een positieve lading dichtbij is. Elektronen in het neutrale molecuul kunnen zich dan verplaatsen naar de bron van de positieve lading. De beweging creëert een negatieve lading op het dichtst bij de bron, hoewel het molecuul in het algemeen onveranderd is. Dit fenomeen gebeurt meestal met metalen, waardoor een elektrische lading erdoorheen kan stromen.

Dagelijkse toepassingen

Veel dagelijkse items en processen maken gebruik van positieve ladingen. Wanneer het wasgoed bijvoorbeeld in een wasdroger valt, zorgt de beweging ervoor dat elektronen van de atomen op het oppervlak van sommige items naar andere gaan, waardoor kledingstukken verschillende ladingen krijgen. Dit leidt tot statische hechting, omdat de nu positief en negatief geladen deeltjes tot elkaar worden aangetrokken en de kleding aan elkaar laten kleven. Drogere vellen bevatten meestal chemicaliën die een positieve lading hebben, die over de items wrijft, waardoor de negatieve weer neutraal worden.

Een ander voorbeeld is de laserprinter, die tekst en afbeeldingen op papier afdrukt door een reeks positieve en negatieve ladingen te creëren. Wanneer een afdruktaak begint, "schrijft" de laser door negatief geladen statische elektriciteit over te dragen naar een cilinder met een positieve lading. Toner, die ook positief is, wordt vervolgens op de cilinder aangebracht en aangetrokken door de negatieve gebieden. De cilinder wordt vervolgens over een vel negatief geladen papier gerold en de toner bindt zich eraan.

Biologische moleculen

Het gecombineerde totaal van alle atomen en ionen die deel uitmaken van een biologisch molecuul staan ​​bekend als de netto lading. De meeste moleculen zijn over het algemeen neutraal, maar grote moleculen hebben meestal een of meer afzonderlijke gebieden die een negatieve of positieve lading vertonen. Deze gebieden beïnvloeden de manier waarop het molecuul vouwt en de interactie met andere moleculen sterk. DNA en RNA zijn bijvoorbeeld beide nucleïnezuren, maar ze gedragen zich gedeeltelijk heel anders, omdat hun ladingen anders over hun oppervlak worden verdeeld.

Wetenschappelijk onderzoek vereist vaak informatie over de ladingen van atomen en moleculen, omdat dit van invloed is op hoe biologisch actieve moleculen zich gedragen. Een bijzonder gebied waar manipulatie van moleculaire ladingen zeer nuttig is, is het rationele ontwerp van geneesmiddelen. Onderzoekers op dit gebied werken aan de ontwikkeling van effectievere medicijnen, in sommige gevallen door de lading van een potentieel medicijn te manipuleren om het efficiënter te laten communiceren met zijn doelwit.