· Rubén Darío Osorio Giraldo
· Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
· Universidad de Antioquia
Un ion es una partícula cargada constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. Conceptualmente esto se puede entender como que a partir de un estado neutro se han ganado o perdido electrones, y este fenómeno se conoce como ionización.
Los iones cargados negativamente, producidos por la ganancia de electrones, 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).
La noción de ion surgió por vez primera en el siglo XIX. Era bien conocido que el agua en donde se disolvían sales (o ácidos, o bases) conducía la electricidad y que una corriente eléctrica podía separar las sustancias disueltas en sus componentes. Faraday formuló las leyes de este proceso.
Una respuesta más contundente la dio en 1884 Svante Arrhenius (1859-1927),un sueco de mucho talento que recibió el premio Nobel de química en 1903 y que, entre sus muchos logros, fue el primero que sugirió el "efecto invernadero". Arrhenius propuso que cuando se disuelve en agua un compuesto como la sal común NaCl (cloruro sódico), se divide en sus "iones" -en griego "los que se mueven"- cargados eléctricamente Na+ y Cl-. Las fuerzas eléctricas hacen que el ion Na+ se mueva en una dirección y el ion Cl- -en la opuesta y es así como se transporta la corriente eléctrica.
Isótopos
Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número de protones pero diferente peso atómico, esto se debe a que por lo general poseen uno o más neutrones. Muchos de estos átomos son inestables y con un corto tiempo de vida. Por ejemplo:
Esta variación en el número de neutrones se descubre a comienzos del siglo XX, en el marco de los primeros estudios sobre la radiactividad. El científico británico Frederick Soddy, premio Nobel de Química de 1921, los bautiza como radioisótopos. Su compatriota Joseph John Thompson, premio Nobel de Física de 1906, ya había comprobado ese fenómeno en un elemento no radiactivo, al encontrar dos isótopos correspondientes al neón. Por aquel entonces, uno de los ayudantes de su laboratorio en la Universidad de Cambridge es el talentoso físico británico Francis Aston. Él es quien continúa las investigaciones de Thompson, alcanzando excelentes resultados. En 1919 crea un aparato que permite medir la diferencia de masa entre los isótopos de cada elemento: el espectrógrafo de masas. Logra separar nada menos que 212 isótopos de distintas sustancias.
El espectrógrafo de masas, también conocido como espectrógrafo de Aston, se compone de un generador de iones, un campo eléctrico que produce su aceleración por medio de una diferencia de potencial, y un campo electromagnético que separa las partículas según su masa y su carga. Por último, una placa fotográfica captura la trayectoria desviada de los iones. Si los datos son tomados por un registro eléctrico, el dispositivo recibe el nombre de espectrómetro.
A partir de sus observaciones, Aston verifica dos tipos de regularidades. La primera de ellas es la llamada ‘regla del número entero’. Esta proclama que las masas atómicas de los isótopos son, sin excepción, un número casi entero. Cuando resulta una fracción, es porque se trata de una mezcla de isótopos. La segunda regla sostiene que aquellos elementos cuya cantidad de protones es impar, no cuentan con más de dos isótopos estables.
Los isóbaros son átomos de distintos elementos que tienen igual número másico, es decir distinto número atómico, pero igual número másico, por ejemplo:
BIbliografia:Universidad De Antioquia,open course ware(19 de junio del 2015)Iones e isotopos,
Consultado el 2/5/2017
ISÓTOPOS
Hemos dicho que los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número atómico (número de protones), pero no tienen por qué tener el mismo número másico (número de protones más neutrones). Por ello, definimos:
Isótopos: átomos de un mismo elemento (con el mismo número atómico) que difieren en el número de neutrones (distinto número másico).
La mayoría de los elementos químicos tienen más de un isótopo, aunque algunos son inestables. La existencia de isótopos implica que no todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa (ya que pueden tener más o menos neutrones), motivo por el cual el número atómico es el criterio elegido para su clasificación. Además, tiene otra consecuencia importante:
La masa atómica de un elemento es una media ponderada de las masas atómicas de sus isótopos.
Es decir, al calcular la masa atómica de cada elemento, se ha de tener en cuenta la masa de sus isótopos y la proporción relativa en la que se presentan en la naturaleza. Esta diferencia de masa es especialmente notoria en los tres isótopos del hidrógeno, que reciben el nombre de protio (ningún neutrón), deuterio (un neutrón) y tritio (dos neutrones):
Si tenemos en cuenta que la masa de un protón es prácticamente la misma que la de un neutrón, el deuterio tiene aproximadamente el doble de masa que el protio, y la masa del tritio sería, más o menos, el triple. Sin embargo, como la abundancia natural del protio es del 99’98 % (de cada 10 000 átomos de hidrógeno, 9 998 son de protio), la media ponderada de sus masas atómicas es próxima a la unidad: 1’00794 u.
IONES
En general, la materia es eléctricamente neutra, por lo que el número de electrones de un átomo coincide con el número de protones presentes en su núcleo. Sin embargo, en ocasiones nos encontramos con átomos que presentan carga eléctrica y esto es debido a la pérdida o ganancia de un cierto número electrones:
· Los átomos que han perdido electrones adquieren carga positiva (tienen más protones que electrones) y se denominan cationes:
· Los átomos que han ganado electrones adquieren carga negativa (tienen más electrones que protones) y se denominan aniones:
Los elementos metálicos tienen tendencia a formar cationes, mientras que los no metálicos suelen dar lugar a aniones. Evidentemente, la variación del número de electrones no afecta al núcleo, por lo que tanto los cationes como los aniones siguen perteneciendo al mismo elemento que el átomo de procedencia (ya que no cambian su número atómico).
La carga eléctrica de un ion se indica con un superíndice a la derecha del símbolo del elemento químico: Na+, Mg2+, Fe3+, N3–, O2–, Cl–.
EJEMPLO RESUELTO
BIBLIOGRAFIA:LIDIA CON LA QUIMICA,(2016),ELEMENTOS, ISOTOPOS E IONES
RECUPERADO DE:https://lidiaconlaquimica.wordpress.com/2016/07/21/elementos-isotopos-e-iones/
CONSULTADO: 2/05/2017
No hay comentarios.:
Publicar un comentario