Dünyadaki her şey, doğal veya sentetik olsun, protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşan atom denilen küçük yapılardan oluşur. Protonların pozitif yükü var, nötronların yükü yok ve elektronların negatif yükü var. Bu parçacıkların dengesi bir atomun toplam yükünü belirler. Bir halı üzerinde çorap kaplı ayakları kuvvetlice ovaladıktan sonra bir kişi gibi pozitif yüke sahip bir nesne, negatif olanlardan (elektronlar) daha fazla pozitif parçacık (proton) içerir. Pozitif atomlar negatif atomlara çekildiğinden ve diğer pozitifler tarafından uzaklaştırıldığından, bir parçayı oluşturan atomların yükü, özelliklerini ve davranışlarını güçlü bir şekilde etkiler.
Atom Ücretleri
Temel madde birimi olan atomlar, etrafına bir veya daha fazla elektronun bağlı olduğu proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdeğe sahiptir. Proton sayısı, atomun hangi element olduğunu ve atom numarası olarak verileceğini belirler. Örneğin, magnezyum 12 protona sahiptir, buna atom numarası 12 verirken, oksijen sekize sahiptir. Atomlar bir araya geldiğinde molekül haline gelirler.
Elektronlar ve protonlar aynı boyut ve ağırlığa sahip değildir - elektronlar protonlardan daha küçük ve hafiftir - ancak aynı miktarda şarjı vardır. Yani, eşleşen sayıda proton ve elektron toplam şarj açısından birbirini iptal eder. Nötronlar nötr olduğundan, sayıları bir atomun yükünü etkilemez.
Bir atomun toplam atom altı parçacık sayısının değişmesine rağmen, atomlar tipik olarak eşit sayıda proton ve elektron ile elektriksel olarak dengelidir. Bu, doğal olarak, atomların nötr bir yüke sahip olduğu anlamına gelir, ancak bu kimyasal ve fiziksel işlemler yoluyla elektronlar kazanarak ya da kaybederek değişebilir. Bir elektron kaybolduğunda, denge fazladan bir protonla kayar ve bu sayede atomun pozitif yükünü alır. Tersi, elektron kazanmış negatif yüklü atomlar için geçerlidir. Parçacık dengesi bozulduğunda, pozitif veya negatif bir atom (veya molekül) vererek, artık atom denmez. Bunun yerine, katyon denilen pozitif olan, iyon olan denilen iyonlardır .
Ücretlendirme ve Davranış
Bir nesnenin sahip olduğu yük, çevresine nasıl tepki verdiğini etkiler. Katyonlar örneğin anyonlara çekilir, ancak diğer katyonlar tarafından kovulur. Benzer şekilde, negatif yüklü atomlar birbirlerini iterler. Bu davranışa Coulomb yasası denir.
Pozitif atomlar nötr olanları çekmez veya püskürtmezler, ancak elektrostatik indüksiyon adı verilen bir fenomen vasıtasıyla bir çekim yaratılabilir. Bunun nedeni, bazı moleküllerde bulunan elektronların pozitif bir yük yakın olduğunda daha hareketli olma eğiliminde olmalarıdır. Nötr moleküldeki elektronlar daha sonra pozitif yükün kaynağına doğru hareket edebilir. Molekül genel olarak değişmemiş olsa da, hareket kaynağa en yakın noktada negatif bir yük oluşturur. Bu fenomen en çok metallerde meydana gelir, bu elektriksel yükün içinden geçmesine izin veren şeydir.
Gündelik Uygulamalar
Gündelik birçok ürün ve süreç pozitif ücretlerden yararlanır. Çamaşırlar çamaşır kurutucusunda yuvarlandığında, örneğin, hareket elektronların bazı öğelerin yüzeyindeki atomlardan diğerlerine hareket etmesine neden olarak giysi parçalarına farklı yükler verir. Statik sarılmaya neden olan budur, çünkü şimdi pozitif ve negatif yüklü parçacıklar birbirlerine tutturulur ve giysilerin birbirine yapışmasını sağlar. Kurutucu levhalar tipik olarak, negatif yükleri tekrar nötr hale getirmeye yardımcı olan, maddelere sürtünen pozitif yüke sahip kimyasallar içerir.
Diğer bir örnek, bir dizi pozitif ve negatif yük oluşturarak kağıda metin ve görüntü basan lazer yazıcıdır. Bir baskı işi başladığında, lazer negatif yüklü statik elektriği pozitif şarjlı bir silindire transfer ederek "yazar". Ayrıca pozitif olan toner daha sonra silindire uygulanır ve negatif alanlara çekilir. Silindir daha sonra negatif yüklü bir kağıt tabakası boyunca yuvarlanır ve toner ona bağlanır.
Biyolojik Moleküller
Biyolojik bir molekülün parçası olan bütün atom ve iyonların toplamı net yükü olarak bilinir. Moleküllerin çoğu nötrdür ancak büyük moleküller negatif veya pozitif yük sergileyen bir veya daha fazla ayrı alana sahip olma eğilimindedir. Bu alanlar molekülün katlanma şeklini ve diğer moleküllerle etkileşime girme şeklini güçlü bir şekilde etkiler. Örneğin, DNA ve RNA, her ikisi de nükleik asittir, ancak yükleri yüzeyleri boyunca farklı şekilde dağıldıkları için kısmen farklı davranırlar.
Bilimsel araştırmalar çoğunlukla, atomların ve moleküllerin yükleri hakkında bilgi gerektirir çünkü biyolojik olarak aktif moleküllerin davranışlarını etkiler. Moleküler yüklerin manipülasyonunun çok faydalı olduğu belirli bir alan rasyonel ilaç tasarımındadır. Bu alandaki araştırmacılar, bazı durumlarda hedefiyle daha verimli etkileşim kurmasını sağlamak için potansiyel bir ilacın ücretini manipüle ederek daha etkili ilaçlar geliştirmeye çalışmaktadır.
