Química · Unidad 2 — Estructura atómica
Iones: cationes y aniones
Un ion es un átomo al que le sobran o le faltan electrones. Los protones no se tocan nunca, y por eso la carga se lee siempre igual: sale de comparar dos cuentas, no de memorizar casos.
La explicación
Qué es un ion
Un átomo neutro tiene tantos electrones como protones. Si gana o pierde electrones, esa igualdad se rompe y queda con carga eléctrica: eso es un ion.
Los electrones son los únicos que se mueven en química: están afuera, son livianos y están débilmente sujetos. Los protones viven en el núcleo y ninguna reacción química los saca de ahí. De eso se desprende la regla que ordena todo el tema:
Cationes y aniones
- Catión: perdió electrones, así que le sobran protones y queda positivo. Se escribe Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺.
- Anión: ganó electrones y queda negativo. Se escribe Cl⁻, O²⁻, N³⁻.
Un truco que evita confundirlos: el signo dice qué le pasó a la cuenta, no qué partícula se movió. Positivo no significa «ganó protones», significa «perdió electrones».
La cuenta, en una línea
Sale de despejar carga = protones − electrones, y funciona con los dos signos si se respeta el signo de la carga:
S²⁻ con Z = 16 → e = 16 − (−2) = 18
Fijate el segundo caso: restar un número negativo suma. Ahí es donde se cae la mayoría, porque de memoria uno tiende a restar siempre.
Los neutrones no participan
Un ion tiene exactamente los mismos neutrones que el átomo del que salió, y se cuentan igual que siempre: n = A − Z. El signo de la carga no entra en esa resta bajo ningún concepto.
El procedimiento
2. Calculá los neutrones con A − Z, ignorando el signo de arriba a la derecha.
3. Mirá la carga: si es positiva, restala a Z; si es negativa, sumásela.
4. Controlá con el signo: si es un catión tienen que quedar menos electrones que protones, y si es un anión, más.
Iones con los mismos electrones
Na⁺, Mg²⁺, F⁻ y O²⁻ tienen los cuatro 10 electrones: se llaman isoelectrónicos. Y sin embargo son cuatro especies distintas, porque tienen 11, 12, 9 y 8 protones respectivamente. Es la mejor prueba de que los electrones no identifican al elemento: lo identifica Z, siempre.
De dónde salen las fórmulas
Los compuestos iónicos son eléctricamente neutros en conjunto, así que las cargas tienen que cancelarse. Por eso la fórmula del cloruro de calcio es CaCl₂: hacen falta dos Cl⁻ para equilibrar un Ca²⁺. La fórmula no se memoriza, se deduce de las cargas.
Para el ion ³⁵₁₇Cl⁻ (A = 35, Z = 17): a) ¿Cuántos protones, neutrones y electrones tiene? b) ¿Es catión o anión, y por qué? c) ¿Con qué átomo neutro comparte la cantidad de electrones?
a) Las tres cuentas, en orden. Los protones los da Z y no se discuten:
neutrones = A − Z = 35 − 17 = 18 (la carga no entra acá)
electrones = Z − carga = 17 − (−1) = 18
Que neutrones y electrones den los dos 18 es casualidad de este caso: son dos cuentas independientes, con datos distintos.
b) Qué es. Un anión: la carga es negativa porque el átomo ganó un electrón. Ojo con el lenguaje: no ganó carga negativa de la nada, ganó una partícula que ya era negativa y le rompió el equilibrio con los 17 protones.
c) El compañero isoelectrónico. Buscamos un átomo neutro con 18 electrones, y neutro significa Z = 18:
El Cl⁻ y el Ar tienen exactamente la misma cantidad de electrones, y aun así son cosas completamente distintas: uno es un ion que aparece disuelto en agua salada y el otro un gas noble que no reacciona con nada. La diferencia está en el núcleo, que no se ve en el conteo de electrones.
Dónde se cae la mayoría
- Restar la carga cuando es negativa. Un anión ganó electrones: tiene que quedar con más que el átomo neutro, no con menos.
- Cambiar el número de protones al armar el ion. Los protones son intocables; si cambian, ya no es el mismo elemento.
- Meter la carga en la cuenta de los neutrones. Esa resta es A − Z y no tiene nada que ver con los electrones.
- Deducir el elemento a partir de los electrones de un ion. Dos iones distintos pueden tener los mismos electrones: sólo Z los distingue.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Iones: cationes y aniones →Los otros temas de la unidad 2
Estructura atómica