Ion
La carga de un electrón se considera negativa por convención y esta carga es igual y opuesta a la carga de un protón , que se considera positiva por convención. La carga neta de un ion no es cero porque su número total de electrones no es igual a su número total de protones.
Un catión es un ion cargado positivamente con menos electrones que protones [2] mientras que un anión es un ion cargado negativamente con más electrones que protones. [3] Las cargas eléctricas opuestas son atraídas entre sí por la fuerza electrostática , por lo que los cationes y los aniones se atraen entre sí y forman fácilmente compuestos iónicos .
Los iones que consisten en un solo átomo se denominan iones atómicos o monoatómicos , mientras que dos o más átomos forman iones moleculares o iones poliatómicos . En el caso de la ionización física en un fluido (gas o líquido), los "pares de iones" se crean por colisiones espontáneas de moléculas, donde cada par generado consta de un electrón libre y un ion positivo. [4] Los iones también se crean mediante interacciones químicas, como la disolución de una sal en líquidos, o por otros medios, como pasar una corriente continua a través de una solución conductora, disolviendo un ánodo mediante ionización .
La palabra ion se acuñó del griego ion, participio presente neutro de ienai (griego ἰέναι) "ir" de la raíz PIE *ei- "ir", cf. un catión es algo que se mueve hacia abajo (del griego kato κάτω kat-ion) y un anión es algo que se mueve hacia arriba (del griego ano ἄνω, an-ion). Llamado así porque los iones se mueven hacia el electrodo de carga opuesta. Este término fue introducido (después de una sugerencia del erudito inglés William Whewell ) [5] por el físico y químico inglés Michael Faraday en 1834 para la especie entonces desconocida que va de un electrodo al otro a través de un medio acuoso. [6] [7]Faraday no conocía la naturaleza de estas especies, pero sabía que dado que los metales se disuelven y entran en una solución en un electrodo y sale metal nuevo de una solución en el otro electrodo; que algún tipo de sustancia se ha movido a través de la solución en una corriente. Esto transporta la materia de un lugar a otro. En correspondencia con Faraday, Whewell también acuñó las palabras ánodo y cátodo , así como anión y catión como iones que son atraídos por los respectivos electrodos. [5]
Svante Arrhenius expuso, en su disertación de 1884, la explicación del hecho de que las sales cristalinas sólidas se disocian en partículas cargadas emparejadas cuando se disuelven, por lo que ganaría el Premio Nobel de Química de 1903. [8] La explicación de Arrhenius fue que al formar una solución, la sal se disocia en iones de Faraday, propuso que los iones se formaban incluso en ausencia de corriente eléctrica. [9] [10] [11]
Los iones en su estado gaseoso son altamente reactivos e interactuarán rápidamente con iones de carga opuesta para dar moléculas neutras o sales iónicas. Los iones también se producen en estado líquido o sólido cuando las sales interactúan con solventes (por ejemplo, agua) para producir iones solvatados , que son más estables, por razones que involucran una combinación de cambios de energía y entropía a medida que los iones se alejan unos de otros para interactuar con el líquido. Estas especies estabilizadas se encuentran más comúnmente en el ambiente a bajas temperaturas. Un ejemplo común son los iones presentes en el agua de mar, que se derivan de sales disueltas.
3). La capa tridimensional representa un único isopotencial arbitrario .