Iones en Química

Un ion, también escrito ión,¹ (‘el que va’, en griego; siendo ἰών [ión] el participio presente del verbo ienai: ‘ir’) es una partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. 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).

Significado de Anión, Catión, Ánodo y Cátodo

‘Anión’ y ‘catión’ significan:

• Anión: «el que va hacia arriba». Tiene carga eléctrica negativa.
• Catión: «el que va hacia abajo». Tiene carga eléctrica positiva.

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

• Ánodo: «camino ascendente».
• Cátodo: «camino descendente».

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

Artículo principal: Energía de ionización

La energía necesaria para separar completamente el electrón más débilmente unido de la corteza electrónica de un átomo en su estado fundamental, y de tal manera que en el electrón arrancado no quede ninguna energía residual (ni potencial ni cinética) se denomina primera energía de ionización y el potencial eléctrico equivalente (es decir, la energía dividida por la carga de un único electrón) se conoce como el potencial de ionización. Estos términos también se emplean para describir la ionización de las moléculas y los sólidos, pero los valores no son constantes debido a que la ionización puede estar afectada por factores como: la temperatura, la química y la geometría superficial.

Las unidades del sistema internacional (SI) para la energía de ionización son los J/mol, aunque se usan con más frecuencia los KJ/mol, cuando se refiere a cantidades molares y eV (electrón-voltio) cuando se refiere a átomos transcriptos.

Clases de Iones

Aniones

Artículo principal: Anión

En los iones negativos, aniones, cada electrón del átomo originalmente neutro 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 tienen un número cuántico principal muy elevado.

Cationes

Artículo principal: Catión

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

Otros Iones

• Un dianión es una especie que tiene dos cargas negativas sobre ella. Por ejemplo: el dianión del pentaleno es aromático.
• Un zwitterión es un ion con una carga neta igual a cero, pero que presenta dos cargas aisladas sobre la misma especie, una positiva y otra negativa.
• Los radicales iónicos son iones que contienen un número irregular de electrones y presentan una fuerte inestabilidad y reactividad.

Plasma

Artículo principal: 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, estimándose que su proporción es del 99,9% del universo visible.²

Aplicaciones de los Iones

Los iones son esenciales para la vida. Los iones sodio, potasio, calcio y otros juegan un papel esencial 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.

Véase también: Potencial electroquímico

Iones Frecuentes

Aniones Frecuentes