Ión

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Ión amonio.

Un ión consiste nun átomo ou grupo de átomos dotados de carga eléctrica. Un átomo ou unha molécula, de por si electricamente neutros, transfórmanse en ións cando gañan ou perden electróns. O proceso polo que un átomo ou unha molécula se transforman en ións recibe o nome xenérico de ionización. Ó proceso polo que os ións e os electróns se unen para formar átomos ou moléculas, especies electricamente neutras, recibe o nome de recombinación.

Os ións cargados negativamente, producidos pola ganancia de electróns, reciben o nome de anións e os cargados positivamente, consecuencia dunha perda de electróns, reciben o nome de catións.

Os ións represéntanse da mesma forma que os átomos ou moléculas, pero coa presenza dun expoñente que indica a carga eléctrica neta. Fe3+; OH representan o ión ferro (III) e o ión hidróxido.

Historia[editar | editar a fonte]

Os primeiros ións foron teorizados por Michael Faraday arredor de 1830 para describir as porcións en que se dividían as moléculas nos procesos electrolíticos para dirixirse cara os eléctrodos; o ánodo, eléctrodo cargado positivamente, e o cátodo, cargado negativamente. O mecanismo polo que isto ocorría non foi descrito ata 1884, ano en que Svante Arrhenius o presenta na súa disertación doutoral. Aínda que a teoría de Arrhenius non foi aceptada inicialmente, con posterioridade recibiu o recoñecemento debido outorgándoselle o Premio Nobel de Química de 1903 pola mesma.

Etimoloxía[editar | editar a fonte]

El termino ión outorgado por Faraday a estas especies químicas provén do grego ἰόν = ion, que significa "o que vai".

Anión significaría: "o que vai cara arriba". Catión: "o que vai cara abaixo". Ánodo: "o camiño cara arriba". Cátodo: "o camiño cara abaixo". (ὁδός odós: camiño, vía).

Formación dos ións[editar | editar a fonte]

Cando un átomo de sodio perde un electrón da lugar ó ión (catión) sodio:

Na → Na+ + 1e

Cando un átomo de cloro gaña un electrón da lugar o ión (anión) cloruro:

Cl + 1e → Cl

A rotura ou disociación de moléculas tamén pode dar lugar a ións:

HCl → H+ + Cl

A adición dun ión a unha molécula é un mecanismo habitual de formación de ións poliatómicos:

H+ + NH3 → NH4+

Neste último caso a formación do ión non é debida a ganancia ou perda de electróns por parte do amoníaco (NH3), senón a ganancia dun protón por parte do mesmo. O amoníaco e o ión amonio (NH4+) teñen o mesmo número de electróns, unha capa completa, o que os fai particularmente estables, e diferéncianse no úmero de protóns, tendo o ión amonio un protón máis que electróns o que lle outorga unha carga neta positiva.

Enerxía de ionización[editar | editar a fonte]

A enerxía necesaria para separar completamente o electrón máis debilmente unido ó resto do átomo, no seu estado fundamental, e de tal xeito que no electrón arrincado non quede ningunha enerxía residual (nin potencial nin cinética) denomináselle primeira enerxía de ionización e o potencial eléctrico equivalente (é dicir, a enerxía dividida pola carga do electrón) coñecese como o potencial de ionización. Estes termos tamén se empregan para describir a ionización das moléculas , pero os valores non son constantes debido a que a ionización pode estar afectada por factores como a temperatura, a química e a xeometría superficial, se se trata dun sólido.

A unidade do sistema internacional de unidades (SI) para a enerxía de ionización é o J/mol, aínda que se usa con máis frecuencia o kJ/mol, cando se refire a cantidades molares y o eV (electrón-voltio) cando se refire a átomos individuais.

Clases de ións[editar | editar a fonte]

Catións[editar | editar a fonte]

Son as especies químicas cargadas positivamente. Fórmanse habitualmente cando un átomo ou unha molécula perden electróns.

Anións[editar | editar a fonte]

Son as especies químicas cargadas negativamente. Fórmanse habitualmente cando un átomo ou unha molécula gañan electróns.

Nos ións negativos, cada electrón do átomo orixinalmente neutro, está fortemente retido pola carga positiva do núcleo. O electrón adicional non está vinculado ó núcleo por forzas de Coulomb, está unido pola polarización del átomo neutro.

Outros ións[editar | editar a fonte]

  • Dianión: Un dianión é unha especie que ten dúas cargas negativas, separadas, sobre ela. Por exemplo: o dianión do pentaleno, que é un hidrocarburo aromático.
  • Zwitterión: Un Zwitterión é un ión con unha carga neta igual a cero pero que presenta dúas cargas illadas sobre a mesma especie, unha negativa e outra positiva.
  • Radicais iónicos: Son ións que teñen un número irregular de electróns e presentan unha forte inestabilidade e reactividade.
Radical cumeno.

Plasma[editar | editar a fonte]

Chámaselle plasma a un fluído gasoso formado por ións. Tamén se emprega esta expresión para referirse a mostras de gas corrente que conteñan unha proporción apreciable de partículas cargadas.

Ás veces considérase o plasma como un novo estado da materia, (a parte dos estados sólido, líquido y gasoso), concretamente o cuarto estado da materia, dado que as súas propiedades son moi distintas das dos estados habituais. Os plasmas dos corpos estelares conteñen, de xeito predominante, unha mestura de electróns e protóns, e estímase que constitúe o 99,9% do universo visible.[1]

Algunhas aplicacións dos ións[editar | editar a fonte]

Os ións son esenciais para a vida. Os ións sodio, potasio, calcio e outros, xogan un papel esencial na bioloxía celular dos organismos vivos, en particular nas membranas celulares. Hai multitude de aplicacións que teñen por base o uso de ións e cada día se descobren máis. Dende detectores de fume a motores iónicos. Os ións inorgánicos disoltos son un compoñente dos sólidos presentes na auga (sólidos totais disoltos) e indican a calidade desta.

Ións máis habituais[editar | editar a fonte]

Cationes frecuentes
Nome común Fórmula Nome tradicional
Catións simples
Aluminio Al3+
Bario Ba2+
Berilio Be2+
Cesio Cs+
Calcio Ca2+
Cromo(II) Cr2+ Cromoso
Cromo(III) Cr3+ Crómico
Cromo(VI) Cr6+ Cromato
Cobalto(II) Co2+ Cobaltoso
Cobalto(III) Co3+ Cobáltico
Cobre(I) Cu+ Cuproso
Cobre(II) Cu2+ Cúprico
Galio Ga3+
Helio He2+ (partícula α)
Hidróxeno H+ (Protón)
Ferro(II) Fe2+ Ferroso
Ferro(III) Fe3+ Férrico
Chumbo(II) Pb2+ Chumboso
Chumbo(IV) Pb4+ Chúmbíco
Litio Li+
Mg2+
Manganeso(II) Mn2+ Manganoso
Manganeso(III) Mn3+ Mangánico
Manganeso(IV) Mn4+
Manganeso(VII) Mn7+
Mercurio(II) Hg2+ Mercúrico
Niquel(II) Ni2+ Niqueloso
Niquel(III) Ni3+ Niquélico
Potasio K+
Prata Ag+
Sodio Na+
Estroncio Sr2+
Titanio(II) Sn2+ Titanoso
Titanio(IV) Sn4+ Titánico
Cinc Zn2+
Catións poliatómicos
Amonio NH4+
Hidronio H3O+
Nitronio NO2+
Mercurio(I) Hg22+ Mercurioso
Anións frecuentes
Nome común Fórmula Nome tradicional
Anións simples
Arseniuro As3−
Azida N3
Bromuro Br
Cloruro Cl
Fluoruro F
Hidruro H
Ioduro I
Nitruro N3−
Óxido O2−
Fosfuro P3−
Sulfuro S2−
Peróxido O22−
Oxoanións
Arseniato AsO43−
Arsenito AsO33−
Borato BO33−
Bromato BrO3
Hipobromito BrO
Carbonato CO32−
Hidroxenocarbonato HCO3 Bicarbonato
Clorato ClO3
Perclorato ClO4
Clorito ClO2
Hipoclorito ClO
Cromato CrO42−
Dicromato Cr2O72−
Iodato IO3
Nitrato NO3
Nitrito NO2
Fosfato PO43−
Hidroxenofosfato HPO42−
Dihidroxenofosfato H2PO4
Permanganato MnO4
Fosfito PO33−
Sulfato SO42−
Tiosulfato S2O32−
Hidroxenosulfato HSO4 Bisulfato
Sulfito SO32−
Hidroxenosulfito HSO3 Bisulfito
Anións de ácidos orgánicos
Acetato C2H3O2
Formiato HCO2
Oxalato C2O42−
Hidroxenooxalato HC2O4 Bioxalato
Outros anións
Hidroxenosulfuro HS Bisulfuro
Teleruro Te2−
Amiduro NH2
Cianato OCN
Tiocianato SCN
Cianuro CN
Hidróxido OH

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Plasma, Plasma, Everywere Science@NASA Headline news, Space Science n° 158, september 7, 1999.