Hva er et positivt gebyr?

Alt i verden, enten det er naturlig eller syntetisk, består av bittesmå strukturer kalt atomer, som er laget av protoner, nøytroner og elektroner. Protoner har en positiv ladning, nøytroner har ingen ladning, og elektroner har en negativ ladning. Balansen mellom disse partiklene bestemmer den totale ladningen til et atom. Et objekt med en positiv ladning, som en person etter å ha kraftig gnidd sokkekledde føtter på et teppe, inneholder mer positive partikler (protoner) enn negative (elektroner). Siden positive atomer tiltrekkes av negative og frastøtes av andre positive, påvirker ladningene til atomene som utgjør et stykke materiell dens egenskaper og oppførsel.

Atomladninger

Atomer, som er den grunnleggende materieenheten, har en kjerne som består av protoner og nøytroner, som en eller flere elektroner er bundet rundt. Antallet protoner bestemmer hvilket element atomet er og blir gitt som dets atomnummer. For eksempel har magnesium 12 protoner, noe som gir det atomnummeret 12, mens oksygen har åtte. Når atomer går sammen, blir de molekyler.

Elektroner og protoner har ikke samme størrelse og vekt - elektronene er mindre og lettere enn protoner - men de har like mye ladning. Det vil si at et matchende antall protoner og elektroner avbryter hverandre når det gjelder totalladning. Fordi nøytroner er nøytrale, påvirker ikke antallet ladningen til et atom.

Selv om det totale antall subatomære partikler et atom har, varierer atomene vanligvis elektrisk balansert, med et like stort antall protoner og elektroner. Dette betyr at atomer naturlig har en nøytral ladning, men dette kan endres ved å få eller miste elektroner gjennom kjemiske og fysiske prosesser. Når et elektron går tapt, forskyves balansen med et ekstra proton, noe som gir atomet en positiv ladning. Det motsatte gjelder for negativt ladede atomer, som har fått et elektron. Når partikkelbalansen blir forstyrret og gir enten et positivt eller negativt atom (eller molekyl), kalles de ikke lenger atomer. I stedet er de ioner , med positive som kalles kationer , og negative som kalles anioner .

Lading og atferd

Ladningen som et objekt har, påvirker hvordan den reagerer på omgivelsene. Kationer blir tiltrukket av anioner, for eksempel, men blir frastøtt av andre kationer. Tilsvarende frastøter negativt ladede atomer hverandre. Denne oppførselen blir referert til som Coulombs lov.

Positive atomer tiltrekker eller frastøter ikke nøytrale, men gjennom et fenomen som kalles elektrostatisk induksjon, kan en attraksjon opprettes. Dette skjer fordi elektronene i noen molekyler har en tendens til å bli mer mobile når en positiv ladning er i nærheten. Elektroner i det nøytrale molekylet kan deretter bevege seg mot kilden til den positive ladningen. Bevegelsen skaper en negativ ladning på det nærmeste punktet til kilden, selv om molekylet totalt sett er uendret. Dette fenomenet skjer ofte med metaller, og det er det som gjør at en elektrisk ladning kan strømme gjennom dem.

Hverdagsapplikasjoner

Mange hverdagsgjenstander og -prosesser benytter seg av positive ladninger. Når for eksempel klesvask tørker i en tørketrommel, får bevegelsen elektroner til å bevege seg fra atomene på overflaten av noen gjenstander til andre, noe som gir klesstykker forskjellige ladninger. Det er dette som fører til statisk klamring, siden de nå positivt og negativt ladede partiklene tiltrekkes av hverandre og får klærne til å feste seg sammen. Tørketrommel inneholder vanligvis kjemikalier som har en positiv ladning, som gnir av på gjenstandene, noe som hjelper med å gjøre de negative nøytral igjen.

Et annet eksempel er laserskriveren, som skriver ut tekst og bilder på papir ved å lage en serie positive og negative ladninger. Når en utskriftsjobb begynner, "skriver" laseren ved å overføre negativt ladet statisk elektrisitet til en sylinder med en positiv ladning. Toner, som også er positiv, blir deretter påført sylinderen og tiltrekkes av de negative områdene. Sylinderen rulles deretter over et ark med negativt ladet papir, og toneren binder seg til den.

Biologiske molekyler

Den samlede summen av alle atomer og ioner som er en del av et biologisk molekyl er kjent som dets nettladning. De fleste molekyler er generelle nøytrale, men store har en tendens til å ha ett eller flere diskrete områder som har en negativ eller positiv ladning. Disse områdene har sterk innflytelse på måten molekylet bretter sammen og måten det interagerer med andre molekyler. For eksempel er DNA og RNA begge nukleinsyrer, men de oppfører seg veldig forskjellig delvis fordi ladningene deres er fordelt forskjellig langs overflatene deres.

Vitenskapelig forskning krever ofte informasjon om ladningene til atomer og molekyler fordi det påvirker hvordan biologisk aktive molekyler oppfører seg. Et spesielt område der manipulering av molekylære ladninger er veldig nyttig er i rasjonell medikamentdesign. Forskere på dette feltet jobber for å utvikle mer effektive medisiner, i noen tilfeller ved å manipulere ladningen av et potensielt medikament for å gjøre det interagerer mer effektivt med målet.