Neutrale, polare und elektrisch geladene Teilchen
Im kleinsten Maßstab besteht das Gehirn, wie alle anderen materiellen Objekte, aus Atomen, die wiederum aus positiv geladenen Atomkernen bestehen, die von einer Hülle mit positiv geladenen Elektronen umgeben sind.
Auf der Erde und in unserem Gehirn treiben sich die Atome selten isoliert herum, sondern schließen sich oft zu Molekülen zusammen, in denen mehrere Atome einige ihrer Elektronen teilen, um eine gemeinsame äußere Hülle zu bilden. Chemiker nennen diese Verbindung von Atomen durch eine gemeinsame Elektronenhülle eine kovalente Bindung.
Normalerweise ist die Anzahl der positiven Ladungen in den Kernen eines Atoms oder Moleküls gleich der Anzahl der Elektronen in seiner Hülle, und das Molekül wird dann als elektisch neutral bezeichnet. Die elektrostatischen Kräfte, die vom positiv geladenen Kern ausgehen, werden durch die entgegengesetzten Kräfte der negativ geladenen Elektronen genau aufgehoben.
Es gibt jedoch zwei Möglichkeiten, wie Atome oder Moleküle von einem solchen Zustand des neutralen Gleichgewichts der elektrischen Kräfte abweichen können: Sie können entweder polar sein oder sie können ionisiert werden.
In polaren Molekülen sind die Elektronen nicht gleichmäßig um die Hülle des Moleküls verteilt. Ein sehr häufiges Beispiel für ein solches Molekül, und in der Tat das am häufigsten vorkommende Molekül in unserem Gehirn, ist Wasser. Wasser (H2O) besteht aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen, die durch ihre gemeinsame äußere Elektronenhülle miteinander verbunden sind.
Die Elektronen, die die äußere Hülle bilden, sind jedoch enger mit dem Sauerstoffkern verbunden als mit den Wasserstoffkernen. Die elektrische Ladungsverteilung entlang des Wassermoleküls ist daher nicht gleichmäßig, und das Sauerstoffatom ist etwas negativer geladen als die beiden Wasserstoffatome. Dies trägt dazu bei, dass Wassermoleküle dazu neigen, aneinander zu hängen und Tropfen zu bilden: das positive H-Ende eines Wassermoleküls wird elektrisch vom O-Ende des nächsten Moleküls angezogen.
Manchmal erhalten Atome zusätzliche Elektronen in ihrer Hülle und werden dadurch elektrisch … Ionisierte Teilchen … im Aufbau
Es gibt zwei grundlegende Antriebskräfte, die aller elektrischen Aktivität im Gehirn zugrunde liegen: elektrostatische Kräfte zwischen