Definición de anión
También se forman cuando los iones se combinan con otras partículas; o cuando se rompe una conexión covalente entre dos átomos, dejando los dos electrones del enlace asociados a uno de los átomos anteriormente conectados. Ahora que hemos aprendido lo que son los iones, vamos a discutir cómo se forman.
La ionización es el fenómeno por el que un átomo neutro pierde o adquiere electrones, lo que da lugar a la formación de iones. Los iones se forman cuando el número de protones de un átomo no es igual al número de electrones. Por lo tanto, un ion es un átomo que ha ganado o perdido uno o más electrones y, por lo tanto, tiene una carga negativa o positiva.
La ionización es el proceso de intercambio de electrones entre átomos o moléculas. El procedimiento está motivado por el deseo de obtener configuraciones electrónicas más estables, como la regla del octeto, que estipula que la capa más externa (de valencia) de los átomos e iones más estables tiene ocho electrones.
El sodio (Na) es un ejemplo destacado de ion. Como el sodio posee once electrones, tiene una carga positiva. En cambio, el sodio sería más estable con 10 electrones, según la regla del octeto (2 en su capa más interna, 8 en la más externa). Como resultado, el sodio pierde un electrón para ser mucho más estable.
Ejemplos de iones
La carga de un electrón se considera negativa por convención y esta carga es igual y opuesta a la carga de un protón, que se considera positiva por convención. La carga neta de un ion no es cero porque su número total de electrones es desigual al número total de protones.
Un catión es un ion cargado positivamente con menos electrones que protones[2] mientras que un anión es un ion cargado negativamente con más electrones que protones[3] Las cargas eléctricas opuestas son atraídas entre sí por la fuerza electrostática, por lo que cationes y aniones se atraen entre sí y forman fácilmente compuestos iónicos.
Los iones formados por un solo átomo se denominan iones atómicos o monatómicos, mientras que dos o más átomos forman iones moleculares o iones poliatómicos. En el caso de la ionización física en un fluido (gas o líquido), se crean «pares de iones» por colisiones espontáneas de moléculas, en las que cada par generado está formado por un electrón libre y un ion positivo[4] Los iones también se crean por interacciones químicas, como la disolución de una sal en líquidos, o por otros medios, como el paso de una corriente continua a través de una solución conductora, disolviendo un ánodo por ionización.
Comentarios
En las reacciones químicas ordinarias, el núcleo de cada átomo (y, por tanto, la identidad del elemento) permanece inalterado. Sin embargo, los electrones pueden añadirse a los átomos por transferencia desde otros átomos, perderse por transferencia a otros átomos o compartirse con otros átomos. La transferencia y el reparto de electrones entre los átomos rigen la química de los elementos. Durante la formación de algunos compuestos, los átomos ganan o pierden electrones y forman partículas cargadas eléctricamente llamadas iones (Figura 1).
Figura 1. (a) Un átomo de sodio (Na) tiene el mismo número de protones y electrones (11) y no tiene carga. (b) Un catión de sodio (Na+) ha perdido un electrón, por lo que tiene un protón más (11) que electrones (10), lo que le confiere una carga global positiva, señalada con un signo más en superíndice.
Se puede utilizar la tabla periódica para predecir si un átomo formará un anión o un catión, y a menudo se puede predecir la carga del ion resultante. Los átomos de muchos metales del grupo principal pierden suficientes electrones para dejarlos con el mismo número de electrones que un átomo del gas noble anterior. Por ejemplo, un átomo de un metal alcalino (grupo 1) pierde un electrón y forma un catión con una carga 1+; un metal alcalinotérreo (grupo 2) pierde dos electrones y forma un catión con una carga 2+, y así sucesivamente. Por ejemplo, un átomo de calcio neutro, con 20 protones y 20 electrones, pierde fácilmente dos electrones. El resultado es un catión con 20 protones, 18 electrones y una carga 2+. Tiene el mismo número de electrones que los átomos del gas noble anterior, el argón, y se simboliza como Ca2+. El nombre de un ion metálico es el mismo que el del átomo de metal del que se forma, por lo que el Ca2+ se llama ion calcio.
Qué es la molécula
Los electrones están en constante movimiento fuera del núcleo del átomo. La envoltura de los electrones es la región por la que viajan los electrones (véase la Fig. 2.21). Las envolturas de los electrones están etiquetadas con los números 1 a 7. Cada cáscara contiene un número creciente de electrones, empezando por la cáscara de electrones 1, que contiene un máximo de dos electrones (véase la Tabla 2.6).
A medida que las capas de electrones van del 1 al 7, aumentan su tamaño y su energía media. En otras palabras, cuanto más alejada esté la capa del núcleo, mayor será su tamaño y su energía media. La capa de valencia es la capa de electrones más externa de un átomo. En general, los electrones de las capas de valencia determinan el comportamiento del átomo en las reacciones químicas. Por ejemplo, los átomos con capas de valencia completas, los gases nobles, son los menos reactivos químicamente. Por otro lado, los electrones que sólo tienen un electrón en sus capas de valencia (elementos del Grupo 1) o los elementos a los que sólo les falta un electrón para tener una capa completa (Grupo 17) son los más reactivos.
Mientras que el número atómico, es decir, el número de protones en el núcleo, nunca cambia, un átomo pierde o gana electrones con facilidad. Cuando un átomo gana o pierde un electrón, el átomo deja de tener una carga equilibrada. Por tanto, el átomo ya no es neutro. Un ion es un átomo cargado. Un átomo que ha ganado electrones con carga negativa se convierte en negativo. Un ion o anión negativo es un átomo que ha ganado electrones. Un átomo que ha perdido electrones cargados negativamente se convierte en positivo. Un ion positivo o catión es un átomo que ha perdido electrones.