Los 2 tipos de iones: aniones y cationes.

Los 2 tipos de iones: aniones y cationes.

21 junio, 2017 0 By Ensambledeideas

Como sabrán, los iones son átomos con carga eléctrica. En caso de que sean positivos, serán cationes. En caso de que sean negativos, serán aniones.

Veamos algunos ejemplos de cationes:

Cationes

El átomo de sodio presenta las siguientes características:

Nombre: SODIO
Símbolo: _{11}^{23}\textrm{Na}
Número Atómico: 11
Número Másico: 23
Cantidad de protones: 11
Cantidad de electrones: 11
Cantidad de neutrones: 12

En negrita, hemos marcado lo que nos interesa: la cantidad de protones y electrones. ¿Por qué nos interesa tanto algo tan sabido, a estas alturas, por uds.? Porque nuestro estudio sobre los iones empieza aquí.

Un átomo neutro, como el mostrado en la tabla, siempre cumple que la cantidad de protones y electrones es la misma; es decir, la cantidad de cargas positivas (que son los protones) es igual a la cantidad de cargas negativas (que son los electrones). A su vez, ambas cantidades son iguales al número atómico (Z). En símbolos: p^{+}=e^{-}=Z

(Entre nosotros, nos pareció divertido llamar a esta ecuación “La regla del pez”.)
Observen el siguiente esquema que representa un átomo de sodio:

En un átomo neutro, la cantidad de protones y electrones es la misma (mismo que Z); sin embargo, en los iones la cantidad de protones ya no será la misma que la cantidad de electrones.
P+ = e = Z

Como verán, el átomo presenta sólo 1 electrón en su tercer nivel. Y acá viene lo importante: si “perdiera” ese electrón, la cantidad de protones ya no será la misma que la cantidad de electrones y ¡nuestra “regla del pez” no se cumpliría! Pensemos… Si “pierde” un electrón, habrá más cantidad de protones (que tienen carga positiva) que cantidad de electrones (que tienen carga negativa). Es decir, las cargas positivas del átomo serán mayores a la cargas negativas. Esto hace que nuestro átomo deje de ser neutro.

P+ ≠ e-  (En un ion)

En otras palabras, nuestro sodio será ahora un ION, en particular, un catión (por ser positivo). La nueva tabla del catión sodio será:

Nombre: CATIÓN SODIO
Símbolo: _{11}^{23}\textrm{Na}^{+}
Número Atómico: 11
Número Másico: 23
Cantidad de protones: 11
Cantidad de electrones: 10
Cantidad de neutrones: 12

En negrita y en rojo, está marcada la diferencia en la cantidad de protones y electrones. Fíjense que, además, el símbolo ha cambiado. Ahora, basta colocar un signo “+” arriba del Na para indicar que es un catión.

 
Veamos otro ejemplo de catión:
El átomo de magnesio presenta las siguientes características:

Nombre: MAGNESIO
Símbolo: _{12}^{24}\textrm{Mg}
Número Atómico: 12
Número Másico: 24
Cantidad de protones: 12
Cantidad de electrones: 12
Cantidad de neutrones: 12
Átomo de Mg.
Átomo de Magnesio

Observen el siguiente esquema que representa un átomo de magnesio:

Como verán, el átomo presenta sólo 2 electrones en su tercer nivel. Al igual que en el caso del sodio, al “perderlos”, la cantidad de protones ya no será la misma que la cantidad de electrones y ¡nuestra “regla del pez” otra vez no se cumpliría! Si “pierde” dos electrones, habrá más cantidad de protones (que tienen carga positiva) que cantidad de electrones (que tienen carga negativa). Es decir, las cargas positivas del átomo serán mayores a la cargas negativas. Esto hace que nuestro átomo deje de ser neutro y sea, evidentemente, positivo. Otra vez:

P+ ≠ e- 

En otras palabras, nuestro magnesio será ahora un ION, en particular, un catión (por ser positivo). La nueva tabla del catión magnesio será:

Nombre: CATIÓN MAGNESIO
Símbolo:
magnesio_bohrcation
Número Atómico: 12
Número Másico: 24
Cantidad de protones: 12
Cantidad de electrones: 10
Cantidad de neutrones: 12

En negrita y en rojo, está marcada la diferencia en la cantidad de protones y electrones. Fíjense que, además, el símbolo ha cambiado. Ahora, se agrega “2+” arriba del Mg. El “+” indica que el magnesio es un catión porque “perdió” electrones. El “2” indica cuántos electrones “perdió”.

En conclusión:

Si un átomo “pierde electrones. entonces tendrá más cantidad de protones que de electrones. A esta partícula se la llama catión y su carga eléctrica es positiva.

¿Qué pasa en el caso de los aniones? Es muy similar. Veamos:

Aniones

Observemos el caso del cloro:
El átomo de cloro presenta las siguientes características:

Nombre: CLORO
Símbolo: _{17}^{35}\textrm{Cl}
Número Atómico: 17
Número Másico: 35
Cantidad de protones: 17 
Cantidad de electrones: 17 
Cantidad de neutrones: 18

En negrita, hemos marcado lo que nos interesa: la cantidad de protones y electrones, los cuales son, evidentemente, iguales, ya que se cumple que p+ = e = Z.

Hasta acá, todo muy bien. Pero… ¿el cloro también puede “perder” electrones como veníamos viendo desde arriba? Déjennos decirles que esta vez es un tanto diferente:

El cloro presenta 17 electrones. Usualmente, “gana” un electrón1.

Al “ganarlo”, la cantidad de electrones no es la misma que la cantidad de protones. En este caso, tendremos más cantidad de electrones que de protones. Por lo tanto, la tabla correspondiente al ion del cloro será:

Nombre: ANIÓN CLORURO2
Símbolo:
ANION_CLORURO
Número Atómico: 17
Número Másico: 35
Cantidad de protones: 17
Cantidad de electrones: 18
Cantidad de neutrones: 18

En negrita y en rojo, está marcada la diferencia en la cantidad de protones y electrones. Fíjense que, nuevamente, el símbolo ha cambiado. Ahora, se agrega un “-” arriba del Cl. El “+” indica que el cloro es un anión porque “ganó” 1 electrón.

 ¿Y se un átomo “ganara” dos electrones? Eso sucede con el selenio, por ejemplo. Veamos este caso con un poco de más detalles.

El selenio presenta las siguientes características:

Nombre: SELENIO
Símbolo: _{34}^{79}\textrm{Se}
Número Atómico: 34
Número Másico: 79
Cantidad de protones: 34 
Cantidad de electrones: 34 
Cantidad de neutrones: 45

Como es de esperarse, la cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones, que es igual al número atómico.
Si el selenio “ganara” dos electrones, la tabla quedaría de esta manera:

Nombre: ION SELENIURO
Símbolo:
anion_seleniuro
Número Atómico: 34
Número Másico: 79
Cantidad de protones: 34 
Cantidad de electrones: 36 
Cantidad de neutrones: 44

En negrita y en rojo, está marcada la diferencia en la cantidad de protones y electrones. Como es de esperarse, el símbolo ha cambiado. Ahora, se agrega “2-” arriba del Se. El “-” indica que el selenio es un anión porque “ganó” electrones. El “2” indica cuántos electrones “ganó”.

En conclusión:

Si un átomo “gana electrones. entonces tendrá más cantidad de electrones que de protones. A esta partícula se la llama anión y su carga eléctrica es negativa.


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  1. ¿Por qué? Recomendamos la lectura posterior de un artículo más avanzado: https://www.ensambledeideas.com/uniones-quimicas-metalicas-ionicas-y-covalentes/
  2. Es común nombrar a los aniones colocando el sufijo -URO