Ion

Solución de sal común en agua. El cloruro de sodio de la sal se disocia en dos iones: el catión sodio y el anión cloruro.
Ion amonio.

Un ion [1] ("yendo", en griego; ἰών [ion] es el participio presente del verbo ienai: ‘ir’) o ión[2] es una partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutro. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un átomo o partícula, se han ganado o perdido electrones; este fenómeno se conoce como ionización.

Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).

Anión y catión significan:

Unas definiciones más formales son:[3] Un catión es una especie monoatómica o poliatómica que tiene una o más cargas elementales del protón. Un anión es una especie monoatómica o poliatómica que tiene una o más cargas elementales del electrón.

Ánodo y cátodo utilizan el sufijo '-odo', del griego odos (-οδος), que significa camino o vía.

Un ion conformado por un solo átomo se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por dos o más átomos, que se denomina ion poliatómico.

Energía de ionización

La energía de ionización, también llamada potencial de ionización, es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido.
X + 1ª energía de ionización → X+ + e-
Puede deducirse el significado de la tercera energía de ionización y de las posteriores.
X+ + 2ª energía de ionización → X2+ + e-

La energía de ionización se expresa en electrón-voltio, julios o en kilojulios por mol (kJ/mol).

1 eV = 1,6.10−19 culombios × 1 voltio = 1,6.10−19 julios

En los elementos de una misma familia o grupo la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo.

En los alcalinos, por ejemplo, el elemento de mayor potencial de ionización es el litio y el de menor el francio. Esto es fácil de explicar, ya que al descender en el grupo el último electrón se sitúa en orbitales cada vez más alejados del núcleo y, además, los electrones de las capas interiores ejercen un efecto de apantallamiento frente a la atracción nuclear sobre los electrones periféricos por lo que resulta más fácil extraerlos.

En los elementos de un mismo período, la energía de ionización crece a medida que aumenta el número atómico, es decir, de izquierda a derecha.

Esto se debe a que el electrón diferenciador está situado en el mismo nivel energético, mientras que la carga del núcleo aumenta, por lo que será mayor la fuerza de atracción y, por otro lado, el número de capas interiores no varía y el efecto de apantallamiento no aumenta.

Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el nitrógeno se obtienen valores más altos que lo que podía esperarse por comparación con los otros elementos del mismo período. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s2 y s2p3, respectivamente.

La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que proporcionar más energía para arrancar un electrón. Puedes deducir y razonar cuáles son los elementos que presentan los valores más elevados para la segunda y tercera energías de ionización.

Esto demuestra el catión y el Anión

Clases de iones

Aniones

En los iones negativos, aniones, cada electrón, del átomo originalmente cargado, está fuertemente retenido por la carga positiva del núcleo. Al contrario que los otros electrones del átomo, en los iones negativos, el electrón adicional no está vinculado al núcleo por fuerzas de Coulomb, lo está por la polarización del átomo neutro. Debido al corto rango de esta interacción, los iones negativos no presentan series de Rydberg. Un átomo de Rydberg es un átomo con uno o más electrones que tiene un número cuántico principal muy elevado.

Cationes

Los cationes son iones positivos. Son especialmente frecuentes e importantes los que forman la mayor parte de los metales.

Son átomos que han perdido electrones, como el oro y plata.

Otros iones

Plasma

Se denomina plasma a un fluido gaseoso de iones. Incluso, se puede hablar de plasma en muestras de gas corriente que contengan una proporción apreciable de partículas cargadas. Se puede considerar a un plasma como un nuevo estado de la materia, (aparte de los estados sólido, líquido y gaseoso), concretamente el cuarto estado de la materia, puesto que sus propiedades son muy distintas a los estados usuales. Los plasmas de los cuerpos estelares contienen, de manera predominante, una mezcla de electrones y protones, y se estima que su proporción es del 99,9 por ciento del universo visible.[5]

Algunas aplicaciones de los iones

Los iones son esenciales para la vida. Los iones sodio, potasio, calcio y otros juegan un papel importante en la biología celular de los organismos vivos, en particular en las membranas celulares. Hay multitud de aplicaciones basadas en el uso de iones y cada día se descubren más, desde detectores de humo hasta motores iónicos

Los iones inorgánicos disueltos son un componente de los sólidos (sólidos totales disueltos) presentes en el agua e indican la calidad de esta.

Iones frecuentes

Cationes frecuentes
Nombre común Fórmula Nombre tradicional
Cationes simples
AluminioAl3+Aluminio
BarioBa2+Bario
BerilioBe2+Berilio
CesioCs+Cesio
CalcioCa2+Calcio
Cromo (II)Cr2+Cromoso
Cromo (III)Cr3+Crómico
Cromo (VI)Cr6+Percrómico
Cobalto (II)Co2+Cobaltoso
Cobalto (III)Co3+Cobáltico
Cobre (I)Cu+Cuproso
Cobre (II)Cu2+Cúprico
Galio Ga3+Galio
HelioHe2+(partícula α)
HidrógenoH+(Protón)
Hierro (II)Fe2+Ferroso
Hierro (III)Fe3+Férrico
Plomo (II)Pb2+Plumboso
Plomo (IV)Pb4+Plúmbico
LitioLi+Litio
MagnesioMg2+Magnesio
Manganeso (II)Mn2+Hipomanganoso
Manganeso (III)Mn3+Manganoso
Manganeso (IV)Mn4+Mangánico
Manganeso (VII)Mn7+Permangánico
Mercurio (II)Hg2+Mercúrico
Níquel (II)Ni2+Niqueloso
Níquel (III)Ni3+Niquélico
PotasioK+Potasio
PlataAg+Argéntico
SodioNa+Sodio
EstroncioSr2+Estroncio
Estaño (II)Sn2+Estanoso
Estaño (IV)Sn4+Estánico
ZincZn2+Zinc
Cationes poliatómicos
AmonioNH4+
Hidronio u OxonioH3O+
NitronioNO2+
Mercurio (I)Hg22+Mercurioso
Aniones frecuentes
Nombre formal Fórmula Nombre alternativo
Aniones simples
ArseniuroAs3−
AzidaN3
BromuroBr
CarburoC4−
CloruroCl
FluoruroF
FosfuroP3−
HidruroH
NitruroN3−
ÓxidoO2−
PeróxidoO22−
SulfuroS2−
YoduroI
Oxoaniones
ArseniatoAsO43−
ArsenitoAsO33−
BoratoBO33−
BromatoBrO3
HipobromitoBrO
CarbonatoCO32−
HidrógenocarbonatoHCO3Bicarbonato
CloratoClO3
PercloratoClO4
CloritoClO2
HipocloritoClO
CromatoCrO42−
DicromatoCr2O72−
YodatoIO3
NitratoNO3
NitritoNO2
FosfatoPO43−
HidrógenofosfatoHPO42−
DihidrógenofosfatoH2PO4
PermanganatoMnO4
FosfitoPO33−
SulfatoSO42−
TiosulfatoS2O32−
HidrógenosulfatoHSO4Bisulfato
SulfitoSO32−
HidrógenosulfitoHSO3Bisulfito
SilicatoSiO4−4
Aniones de ácidos orgánicos
AcetatoC2H3O2
FormiatoHCO2
OxalatoC2O42−
HidrógenoxalatoHC2O4Bioxalato
Otros aniones
HidrógenosulfuroHSBisulfuro
TelururoTe2−
AmiduroNH2
CianatoOCN
TiocianatoSCN
CianuroCN
HidróxidoOH

Véase también

Referencia

  1. «ion» Diccionario de la lengua española (Real Academia Española). Consultado el 8 de marzo de 2016.
  2. La pronunciación usual en algunos países como España, no es como diptongo creciente, sino hiática [i.ˈon]
  3. G. J. Leigh (editor). Nomenclature of Inorganic Chemistry. Recommendations 1990. Oxford: Blackwell Scientific Publications. (1990) (ISBN 0-632-02494-1) Páginas 102 y 107.
  4. Diccionario de Tecnisismos, p. 10, en Google Libros Escrito por Comparán Rizo Juan José.
  5. “Plasma, plasma, everywere”, en Space Science n.° 158, 7 de septiembre de 1999. así es como la secuencia la tiene cc-by-sa 3.0.

Bibliografía

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