Ió (àtom)

De Viquipèdia
Salta a la navegació Salta a la cerca
Infotaula de partículaIó (àtom)
Kationt.JPG
Classificaciópartícula carregada i entitat molecular Modifica el valor a Wikidata
Enllaç iònic entre el liti (que es converteix en un catió, i el fluor, que es converteix en un anió

Un (traduït del grec ἰών [ió]) és una partícula carregada elèctricament constituïda per un àtom o molècula que no és elèctricament neutre. Conceptualment això es pot entendre com que, a partir d'un estat neutre d'un àtom o molècula, s'han guanyat o perdut electrons, aquest fenomen es coneix com ionització.

Quan un àtom perd o guanya electrons, l'espècie formada és un ió i porta una càrrega elèctrica neta. Com l'electró té càrrega negativa, quan s'afegeixen un o més electrons a un àtom elèctricament neutre, es forma un ió carregat negativament. Al perdre electrons es produeix un ió carregat positivament. El nombre de protons no canvia quan un àtom es converteix en un ió.

Els ions carregats negativament, produïts al haver-hi més electrons que protons, es coneixen com anions (que són atrets per l'ànode) i els carregats positivament, conseqüència d'una pèrdua d'electrons, es coneixen com cations (els que són atrets pel càtode).

Anió i catió signifiquen:

  • Anió ( "el que va cap amunt") té càrrega elèctrica negativa.
  • Catió ( "el que va cap avall") té càrrega elèctrica positiva.

Unes definicions més formals són: Un catió és una espècie monoatòmica o poliatómica que té una o més càrregues elementals del protó. Un anió és una espècie monoatòmica o poliatómica que té una o més càrregues elementals de l'electró.

Ànode i càtode utilitzen el sufix '-odo', de el grec ots (-οδος), que significa camí o via.

Ànode: ( "camí ascendent del corrent elèctric"). "8 És el lloc on es produeix la reacció d'oxidació, que provoca un augment de l'estat d'oxidació.

Càtode: ( "camí descendent del corrent elèctric") ". És el lloc on es produeix la reacció de reducció que provoca una disminució de l'estat d'oxidació.

Un ió conformat per un sol àtom s'anomena ió monoatòmic, a diferència d'un conformat per dos o més àtoms, que s'anomena ió poliatòmic.

Element Primer Segon Tercer Quart Cinquè Sisè Setè
Na 496 4560
Mg 738 1450 7730
Al 577 1816 2744 11600
Si 786 1577 3228 4354 16100
P 1060 1890 2905 4950 6270 21200
S 999 2260 3375 4565 6950 8490 11000
Cl 1256 2295 3850 5160 6560 9360 11000
Ar 1520 2665 3945 5770 7230 8780 12,000
Energies de ionització successives en kJ/mol

Energia d'ionització[modifica]

L'energia d'ionització, també anomenada potencial d'ionització, és l'energia que cal subministrar a un àtom neutre, gasós i en estat fonamental, per arrencar-li el electró més feble retinguda.

X + 1ª energia d'ionizació → X+ + e-

L'energia necessària per arrencar un segon electró es diu segona energia d'ionizació. Així es pot deduir el significat de la tercera energia d'ionització i de les posteriors.

XX+ + 2ª energia d'ionizació → X2+ + e-

L'energia d'ionització s'expressa en electró-volt, joules o en quilojoules per mol (kJ / mol).

1 eV = 1,6.10−19 coulombs × 1 voltio = 1,6.10−19 joules

En els elements d'una mateixa família o grup l'energia d'ionització disminueix a mesura que augmenta el nombre atòmic, és a dir, de dalt a baix.

En els alcalins, per exemple, l'element de major potencial de ionització és el liti i el de menor el franci. Això és fàcil d'explicar, ja que al descendir en el grup l'últim electró se situa en orbitals cada vegada més allunyats del nucli i, a més, els electrons de les capes interiors exerceixen un efecte d'apantallament enfront de l'atracció nuclear sobre els electrons perifèrics pel que resulta més fàcil extreure'ls.

En els elements d'un mateix període, l'energia d'ionització creix a mesura que augmenta el nombre atòmic, és a dir, d'esquerra a dreta.

Això es deu al fet que l'electró diferenciador està situat al mateix nivell energètic, mentre que la càrrega de l'nucli augmenta, de manera que serà més gran la força d'atracció i, d'altra banda, el nombre de capes interiors no varia i l'efecte de apantallament no augmenta.

No obstant això, l'augment no és continu, ja que en el cas del beril·li i el nitrogen s'obtenen valors més alts que el que podia esperar-se per comparació amb els altres elements de el mateix període. Aquest augment es deu a l'estabilitat que presenten les configuracions s2 i s2p3, respectivament.

L'energia d'ionització més elevada correspon als gasos nobles, ja que la seva configuració electrònica és la més estable, i per tant caldrà proporcionar més energia per arrencar un electró.

Classes d'ions[modifica]

Anions[modifica]

Això mostra un Catió (en lila) i un Anió (en verd)

Article principal: Anió

En els ions negatius, anions, cada electró, de l'àtom originalment carregat, està fortament retingut per la càrrega positiva del nucli. A l'contrari que els altres electrons de l'àtom, en els ions negatius, l'electró addicional no està vinculat a l'nucli per forces de Coulomb, ho està per la polarització de l'àtom neutre. A causa del curt rang d'aquesta interacció, els ions negatius no presenten sèries de Rydberg. Un àtom de Rydberg és un àtom amb un o més electrons que té un nombre quàntic principal molt elevat.

Cations[modifica]

Article principal: Catió

Els cations són ions positius. Són especialment freqüents i importants els que formen la major part dels metalls. Són àtoms que han perdut electrons.

Altres ions[modifica]

  • Un Dianió és una espècie que té dues càrregues negatives sobre ella. Per exemple: el Dianió de pentalè és aromàtic.
  • Un Zwitterió és un ió amb una càrrega neta igual a zero però que presenta dues càrregues aïllades sobre la mateixa espècie, una positiva i una altra negativa i, per tant, és neutre.
  • Els radicals iònics són ions que contenen un nombre irregular d'electrons i presenten una forta inestabilitat i reactivitat.

Plasma[modifica]

Article principal: Plasma

S'anomena plasma a un fluid gasós d'ions. Fins i tot, es pot parlar de plasma en mostres de gas corrent que continguin una proporció apreciable de partícules carregades. Es pot considerar a un plasma com un nou estat de la matèria, (a part dels estats sòlid, líquid i gasós), concretament el quart estat de la matèria, ja que les seves propietats són molt diferents als estats usuals. Els plasmes dels cossos estel·lars contenen, de manera predominant, una barreja d'electrons i protons, i s'estima que la seva proporció és de l'99,9 per cent de l'univers visible.

Algunes aplicacions dels ions[modifica]

Els ions són essencials per a la vida. Els ions sodi, potassi, calci i altres juguen un paper important en la biologia cel·lular dels organismes vius, en particular en les membranes cel·lulars. Hi ha multitud d'aplicacions basades en l'ús de ions i cada dia es descobreixen més, des detectors de fum fins a motors iònics.

Els ions inorgànics dissolts són un component dels sòlids (sòlids totals dissolts) presents en l'aigua i indiquen la qualitat d'aquesta.

Vegeu també[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a:

Bibliografía i Referències[modifica]

  1. Atkins, Peter; de Paula, Julio (2009).
  2. Elements of Physical Chemistry (en anglés) (cinquena edició).
  3. Nueva York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-922672-6.
  4. Reial Acadèmia Espanyola y Asociació d'Acadèmias de la Lengua Espanyola (2014). «ion». Diccionari de la lengua espanyola (23.ª edición). Madrid: Espasa. ISBN 978-84-670-4189-7. Consultat el 8 de marzo de 2016.