¿Qué es un ión? ¿Cómo se clasifican los iones? ¿Cuál será la carga de un ión de plomo que tiene 79 electrones?
Respuestas
Respuesta:
Los átomos son eléctricamente neutros porque el número de protones, con carga 1+, que tienen en su núcleo es igual al número de electrones, con carga 1-. El resultado es que el total de cargas positivas de los protones cancela el total de cargas negativas de los electrones, de manera que la carga neta del átomo es cero. Sin embargo, la mayoría de los átomos puede ganar o perder electrones; cuando lo hacen, el número de electrones resulta distinto al número de protones en el núcleo. A la especie química con carga resultante se le conoce como ion.
Cationes y aniones
Cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones, el número total de electrones disminuye mientras que el número de protones en el núcleo sigue igual. El resultado es que el átomo se convierte en un catión, un ion con una carga neta positiva.
El proceso opuesto también puede ocurrir. Cuando un átomo neutro gana uno o más electrones, el número de electrones aumenta mientras que el número de protones en el núcleo permanece igual. El resultado es que el átomo se convierte en un anión, un ion con una carga neta negativa. Esto se puede ilustrar al examinar algunos cationes y aniones muy simples, aquellos que se forman cuando un solo átomo de hidrógeno pierde o gana un electrón.
Nota: en realidad, el hidrógeno es un poco inusual ya que fácilmente forma tanto cationes como aniones. La mayoría de los elementos prefiere formar solo uno o el otro. En términos de la configuración de sus electrones ¿puedes explicar por qué el hidrógeno puede formar tanto cationes como aniones? No dudes en compartir los comentarios al final de este artículo.Clasificación catión átomo neutro anión
Núm. de protones 111 111 111
Núm. de electrones 000 111 222
Carga neta 111++plus 000 111-−minus
Un átomo de hidrógeno neutro (\text{H}(Hleft parenthesis, start text, H, end text, al centro) pierde un electrón para formar un catión de hidrógeno (\text{H}^+(H
+
left parenthesis, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, izquierda). Cuando el átomo neutro \text{H}Hstart text, H, end text gana un electrón, forma el anión \text{H}^-H
−
start text, H, end text, start superscript, minus, end superscript(derecha), que se conoce como hidruro. Crédito de la imagen: adaptado de Boundless Learning, CC BY-SA 4.0.
En la columna central, tenemos un diagrama de un solo átomo neutro de hidrógeno. Contiene un protón y un electrón, por lo tanto su carga neta es cero. Si el hidrógeno pierde su electrón, forma el catión \text{H}^+H
+
start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript (columna izquierda). El catión \text{H}^+H
+
start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript tiene una carga neta de 1+ por el protón en el núcleo, puesto que no hay electrones que cancelen la carga positiva. Si el hidrógeno neutro gana un electrón, forma el anión \text{H}^-H
−
start text, H, end text, start superscript, minus, end superscript (columna derecha). El anión \text{H}^-H
−
start text, H, end text, start superscript, minus, end superscript tiene una carga neta de 1-, porque tiene un electrón adicional en comparación con el número total de protones.
Verificación de conceptos: cierto ion tiene 20 protones y 18 electrones. ¿Qué tipo de elemento es este ion y cuál es su carga neta?
[Mostrar respuesta.]
Predicción de cargas en cationes y aniones monoatómicos
¿Sabías que puedes usar la tabla periódica para predecir las cargas que ciertos elementos tendrán cuando se ionicen? Esta es una herramienta muy útil y poderosa, de manera que vale la pena analizarla con detalle. En la siguiente figura se resumen las cargas comunes de los elementos en los ocho grupos o familias principales en la tabla periódica. Recuerda que los grupos periódicos se refieren a las columnas en la tabla periódica, mientras que las filas horizontales se conocen como periodos. Ten en cuenta que estas cargas solo son aplicables cuando estos elementos se encuentren en compuestos iónicos, ya que los compuestos covalentes no contienen iones.
Explicación: