¿Cuáles son las dos formas en las que los átomos se convierten en iones?

Escrito por david chandler | Traducido por guido grimann
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¿Cuáles son las dos formas en las que los átomos se convierten en iones?
Los elementos del sector izquierdo de la tabla periódica pueden formar cationes. (Hemera Technologies/PhotoObjects.net/Getty Images)

Los átomos pueden convertirse en iones ganando o perdiendo electrones. Todos los átomos de un elemento en particular tienen el mismo número de protones de carga positiva dentro del núcleo. Alrededor del núcleo se ubica un número igual de electrones cargados negativamente. Mientras que el número de protones se mantiene sin cambios en un elemento, los átomos pueden ganar y perder electrones para formar iones. La tendencia mediante la cual un átomo gana o pierde un electrón es descrita por la energía de ionización del átomo y la afinidad de los electrones. La formación de iones conduce a la unión iónica.

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Formación de cationes

Los átomos que pierden electrones adquieren una carga positiva, puesto que el número de protones es mayor que el número de electrones. Estos iones con carga positiva se denominan cationes. La magnitud de la carga positiva es igual al número de electrones perdidos. Un átomo de sodio que pierde un electrón se convierte en un catión con una carga de +1. Un átomo de magnesio que pierde dos electrones se convierte en un catión +2.

¿Cuáles son las dos formas en las que los átomos se convierten en iones?
Un átomo de magnesio que pierde dos electrones se convierte en un catión +2. (Jack Hollingsworth/Photodisc/Getty Images)

Formación de aniones

La obtención de electrones adicionales determina que el átomo se convierta en un ión con carga negativa, puesto que el número de electrones de carga negativa es mayor que el número de protones cargados positivamente. Los iones con carga negativa se denominan aniones. La magnitud de la carga negativa es igual al número de electrones ganados. Un átomo de cloro que gana un electrón se convierte en un anión -1. Un átomo de oxígeno que gana dos electrones se convierte en un anión -2.

Energía de ionización

La energía de ionización describe la cantidad de energía necesaria para eliminar el electrón más exterior a un átomo. Los átomos con una alta energía de ionización requieren más energía para eliminar el electrón más exterior en átomos con bajas energías de ionización, o en otras palabras, los átomos con una baja energía de ionización requieren menos energía para perder un electrón y convertirse en cationes. Un estudio acerca de las energías de ionización de los elementos en la tabla periódica revela una tendencia: en cada fila, las energías de ionización son más altas del lado izquierdo que del derecho, aunque el aumento no es totalmente secuencial. La energía de ionización también disminuye hacia abajo a través de la columna de elementos.

Radios atómicos

El patrón de energía de ionización en la tabla periódica sugiere que los elementos en el lado izquierdo de la tabla periódica y en la parte inferior de una columna requieren menos energía para perder un electrón que los elementos en el lado derecho de la tabla o en la parte superior. Esta tendencia refleja la evolución del tamaño de los átomos, con electrones más fuertemente vinculados con el núcleo de los elementos en la parte superior derecha de la tabla y en lugar de su parte inferior izquierda.

Afinidad de los electrones

El cambio de energía que ocurre cuando un átomo gana un electrón se describe como afinidad entre electrones. Aquellos átomos con gran afinidad entre electrones pierden más energía cuando obtienen un electrón y forman un anión más estable que los elementos con pequeña afinidad entre electrones. La examinación de la afinidad electrónica de los elementos de la tabla periódica revela una tendencia opuesta a la energía de ionización. Los elementos en la parte superior derecha de la mesa tienden a tener una afinidad electrónica más alta que los elementos en la parte inferior izquierda. Los elementos ubicados en el extremo derecho superior adquieren electrones con más facilidad y forman aniones con mayor facilidad que los elementos ubicados a su izquierda y por debajo.

Unión iónica

Una importante consecuencia del proceso de obtención y pérdida de electrones por parte de los átomos es la formación de enlaces iónicos, que resultan de la transferencia de un electrón entre dos átomos y forman un catión y un anión. Las cargas opuestas de estos iones resultan en la atracción electrostática entre iones, denominada enlace iónico. Estos enlaces tienden a formarse entre metales y no metales, ya que los elementos con una alta energía de ionización son los metales, y los elementos con afinidad entre electrones son los no metales. Los compuestos iónicos tienden a ser sólidos con altos puntos de fusión.

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