Si los átomos tienen un número equilibrado de electrones (carga negativa) y protones (carga positiva), en general son neutrales. Sin embargo, si no están equilibrados, estos llevan el nombre de iones. Dada esta introducción, les pasaremos a enseñar qué son los aniónes y catiónes, y cuáles son sus diferencias. Siga leyendo para más información!
Catiónes |
Aniónes |
|
| Carga | Positivo | Negativo |
| Electrodo atraído por | Cátodo (negativo) | Ánodo (positivo) |
| Formado por | Átomos de metal | Átomos no metálicos |
| Ejemplos | Sodio (Na +), Hierro (Fe2 +), Amonio (NH4 +) | Cloruro (Cl-), bromuro (Br-), sulfato (SO42-) |
Los átomos metálicos retienen algunos de sus electrones de manera relativamente laxa. En consecuencia, tienden a perder electrones y a formar cationes. Por el contrario, la mayoría de los átomos no metálicos atraen electrones con más fuerza que los átomos metálicos, por lo que ganan electrones para formar aniones. Por lo tanto, cuando los átomos de un elemento metálico y no metálico se combinan, los átomos no metálicos tienden a extraer uno o más electrones de los átomos metálicos para formar iones. Estos iones con carga opuesta se atraen entre sí para formar enlaces iónicos y producir compuestos iónicos sin carga neta total. Ejemplos de ello incluyen al cloruro de calcio (CaCl2), yoduro de potasio (KI) y óxido de magnesio (MgO).
Qué es un catión
Un catión tiene más protones que electrones, lo que le da una carga positiva neta. Para que se forme un catión, uno o más electrones deben perderse, típicamente alejados por átomos con una afinidad más fuerte por ellos. La cantidad de electrones perdidos, y por lo tanto la carga del ion, se indica después del símbolo químico, por ejemplo la plata (Ag) pierde un electrón para convertirse en Ag +, mientras que el zinc (Zn) pierde dos electrones para convertirse en Zn2 +.
Qué es un anión
Un anión tiene más electrones que protones, lo que le da una carga negativa neta. Para que se forme un anión, se deben obtener uno o más electrones, típicamente alejados de otros átomos con una afinidad más débil por ellos. El número de electrones ganados, y por lo tanto la carga del ion, se indica después del símbolo químico, por ejemplo el cloro (Cl) gana un electrón para convertirse en Cl-, mientras que el oxígeno (O) gana dos electrones para convertirse en O2-.
Tabla periódica catión vs anión
Puede ser posible predecir si un átomo formará un catión o un anión en función de su posición en la tabla periódica. Los halógenos siempre forman aniones, mientras que los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos siempre forman cationes. La mayoría de los otros metales forman cationes (por ejemplo, hierro, plata, níquel), mientras que la mayoría de los otros no metales suelen formar aniones (por ejemplo, oxígeno, carbono, azufre). Sin embargo, algunos elementos son capaces de formar cationes y aniones en las condiciones adecuadas. Un ejemplo es el hidrógeno, que puede ganar (H-) o perder (H +) un electrón, formando compuestos de hidruro como ZnH2 (donde es un anión) y compuestos de hidrón como H2O (donde es un catión).
Los elementos en el grupo 18 de la tabla periódica, los «gases nobles», tienden a no formar iones debido a la disposición de sus electrones que los hace generalmente no reactivos.
Utilizando propiedades iónicas
Los químicos pueden explotar las propiedades iónicas para una variedad de propósitos. La cromatografía de intercambio iónico, por ejemplo, se basa en la afinidad de las moléculas que se separan para la fase estacionaria en función de sus propiedades de carga para permitir la separación.
Las propiedades iónicas también son fundamentales para la función de las baterías. Las baterías tienen dos electrodos hechos de material conductor, el cátodo, que es el extremo positivo donde la corriente eléctrica sale / entran los electrones, y el ánodo donde entra la corriente eléctrica / salen los electrones. Entre los electrodos hay un líquido o gel electrolítico que contiene partículas cargadas: iones. Como esta sustancia iónica reacciona con los electrodos, genera corriente eléctrica. En un solo uso, baterías de celda seca, el zinc se usa comúnmente como el ánodo, mientras que el dióxido de manganeso es una opción popular para el cátodo de electrolitos. El ánodo de zinc también actúa como el contenedor de la batería en las baterías de zinc-carbono, por lo que a medida que se oxida durante el uso, el contenido puede comenzar a gotear con el tiempo.
Una batería de celda seca de zinc-carbono (izquierda) y una batería alcalina (derecha).
En las baterías recargables, como muchas baterías de iones de litio, este proceso químico es reversible y la estructura interna es diferente, lo que permite recargar las baterías.
Debido a las propiedades iónicas del agua salada, los científicos ahora se esfuerzan por explotar el potencial generador de electricidad iónica de los gradientes de salinidad donde el agua salada y el agua dulce se mezclan como una fuente verde de generación de energía para el futuro.