Vínculos iónicos: Por qué y cómo se forman los iones

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La unión iónica es el tipo de unión que mantiene unidas a las sales. Para entender mejor por qué y cómo se forman los iones – átomos que tienen una carga debido a la pérdida o ganancia de electrones -, usted puede estudiar lo que sucede durante la reacción química para crear la sal.

Los componentes: sodio y cloro

El proceso de creación de la sal de mesa es bastante notable. Se toman dos sustancias que son muy peligrosas, y de ellas se obtiene una sustancia que es necesaria para la vida:

  • El sodio es un metal alcalino, un miembro de la familia IA en la tabla periódica. Los números romanos en la parte superior de las familias A muestran el número de electrones de valencia (electrones s y p en el nivel de energía más exterior) en el elemento particular. Así que el sodio tiene 1 electrón de valencia y 11 electrones totales porque su número atómico es 11.
  • El cloro es un miembro de la familia de los halógenos – la familia VIIA en la tabla periódica. Tiene 7 electrones de valencia y un total de 17 electrones.

Puede utilizar un diagrama de nivel de energía para representar la distribución de electrones en un átomo. El diagrama de nivel de energía para el sodio y el cloro se muestra en la siguiente figura.

Diagrama de nivel de energía para sodio y cloro.

En lugar de utilizar el diagrama de nivel de energía para representar la distribución de electrones en un átomo, puede utilizar la configuración de electrones. Escribe, en orden, los niveles de energía utilizados, los tipos orbitales (s, p, d, etc.) y -en superíndice- el número de electrones de cada órbita.

Aquí están las configuraciones electrónicas para sodio y cloro:

La reacción química

Los gases nobles son los elementos VIIIA en la tabla periódica. No reaccionan porque su nivel de energía de valencia (nivel de energía más externo) está lleno. Lograr un nivel de energía de valencia lleno (completo) es una fuerza motriz en la naturaleza en términos de reacciones químicas, porque es entonces cuando los elementos se vuelven estables. No pierden, ganan ni comparten electrones.

Los otros elementos en las familias A de la tabla periódica sí ganan, pierden o comparten electrones de valencia para llenar su nivel de energía de valencia y volverse estables.

Debido a que este proceso, en la mayoría de los casos, implica rellenar las órbitas s y p más externas, a veces se le llama la regla del octeto – los elementos ganan, pierden o comparten electrones para alcanzar un octeto completo (8 electrones de valencia: 2 en la órbita s y 6 en la órbita p).

El papel del sodio

El sodio tiene un electrón de valencia; según la regla del octeto, se vuelve estable cuando tiene ocho electrones de valencia. Existen dos posibilidades para que el sodio se estabilice:

  • Puede ganar siete electrones más para llenar el nivel de energía 3.
  • Puede perder el electrón de un 3s para que el nivel de energía 2 (que se llena en ocho electrones) se convierta en el nivel de energía de valencia.

En general, la pérdida o ganancia de uno, dos o incluso tres electrones puede ocurrir, pero un elemento no pierde ni gana más de tres electrones. Así que para ganar estabilidad, el sodio pierde su electrón de 3s.

En este punto, tiene 11 protones (11 cargas positivas) y 10 electrones (10 cargas negativas). El átomo de sodio, que antes era neutro, ahora tiene una sola carga positiva[11(+) más 10(-) es igual a 1+]. Ahora es un ión. Y los iones que tienen una carga positiva (como el sodio) debido a la pérdida de electrones se llaman cationes.

Usted puede escribir una configuración electrónica para el catión de sodio:

El papel del cloro

El cloro tiene siete electrones de valencia. Para obtener su octeto completo, debe perder los siete electrones del nivel de energía 3 o ganar uno en ese nivel. Debido a que los elementos no ganan o pierden más de tres electrones, el cloro debe ganar un solo electrón para llenar el nivel de energía 3.

En este punto, el cloro tiene 17 protones (17 cargas positivas) y 18 electrones (18 cargas negativas). Así que el cloro se convierte en un ión con una sola carga negativa. El átomo de cloro neutro se convierte en el ión cloruro. Los iones con carga negativa debido a la ganancia de electrones se llaman aniones.

La configuración electrónica del anión de cloruro es:

Terminar con un bono

El sodio puede alcanzar su pleno octeto y estabilidad perdiendo un electrón. El cloro puede llenar su octeto obteniendo un electrón. Si los dos están en el mismo recipiente, entonces el electrón sodio pierde puede ser el mismo electrón ganancias de cloro.

La transferencia de un electrón crea iones – cationes (carga positiva) y aniones (carga negativa) – y cargas opuestas se atraen entre sí. El catión de sodio atrae el anión de cloro y forma el compuesto NaCl, o sal de mesa.

Este es un ejemplo de un enlace iónico, que es un enlace químico (una fuerza atractiva fuerte que mantiene dos elementos químicos juntos) que proviene de la atracción electrostática (atracción de cargas opuestas) entre cationes y aniones.

Los compuestos que tienen enlaces iónicos son comúnmente llamados sales. En el cloruro de sodio, se forma un cristal en el que cada catión de sodio está rodeado por seis aniones de cloruro diferentes, y cada anión de cloruro está rodeado por seis cationes de sodio diferentes. La estructura cristalina se muestra en la siguiente figura. Fíjese en la estructura regular y repetitiva.

Estructura cristalina del cloruro de sodio.

Diferentes tipos de sales tienen diferentes estructuras cristalinas. Los cationes y aniones pueden tener más de una unidad de carga positiva o negativa si pierden o ganan más de un electrón. De esta manera, son posibles muchos tipos diferentes de sales.

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