Neutrale, polaire en elektrisch geladen deeltjes
Op de kleinste schaal zijn de hersenen, net als alle andere materiële voorwerpen, opgebouwd uit atomen, die op hun beurt zijn opgebouwd uit positief geladen atoomkernen die zijn omgeven door een schil met positief geladen elektronen.
Op aarde, en in onze hersenen, zweven atomen zelden geïsoleerd rond, maar ze clusteren vaak samen om moleculen te vormen, waarin verschillende atomen enkele van hun elektronen delen om een gemeenschappelijke, gedeelde buitenste schil te vormen. Scheikundigen noemen deze verbinding van atomen door een gedeelde elektronenschil een covalente binding.
Normaal is het aantal positieve ladingen in de kernen van een atoom of molecuul gelijk aan het aantal elektronen in zijn schil, en het molecuul wordt dan electisch neutraal genoemd. De elektrostatische krachten die uitgaan van de positief geladen kern worden precies opgeheven door de tegengestelde krachten van de negatief geladen elektronen.
Echter, er zijn twee manieren waarop atomen of moleculen kunnen afwijken van zo’n toestand van neutraal evenwicht van elektikrachten: ze kunnen polair zijn, of ze kunnen geïoniseerd worden.
In polaire moleculen zijn de elektronen niet gelijkmatig verdeeld over de schil van het molecuul. Een veel voorkomend voorbeeld van zo’n molecuul, en inderdaad het meest voorkomende molecuul in onze hersenen, is water. Water (H2O) bestaat uit een zuurstofatoom en twee waterstofatomen die met elkaar verbonden zijn door hun gedeelde buitenste elektronenschil.
Maar de elektronen die de buitenste schil vormen, zijn nauwer verbonden met de zuurstofkern dan met de waterstofkernen. De elektrische ladingsverdeling langs de watermolecule is daarom niet gelijkmatig, en het zuurstofatoom is iets negatiever geladen dan de twee waterstofatomen. Dit draagt bij tot de neiging van watermoleculen om aan elkaar te hangen en druppels te vormen: het positieve H-uiteinde van een watermolecuul wordt elektrisch aangetrokken tot het O-uiteinde van het volgende molecuul.
Soms verwerven atomen extra elektronen in hun schil, en worden daardoor elektrisch … Geïoniseerde deeltjes … in aanbouw
Er zijn twee fundamentele drijvende krachten die ten grondslag liggen aan alle elektrische activiteit in de hersenen: elektrostatische krachten tussen