Determinar la carga de un átomo es fácil en la mayoría de los casos, pero no en todos. Los átomos se mantienen unidos por las fuerzas electromagnéticas entre los protones en el núcleo y los electrones que lo rodean, y esto significa que la mayoría de las veces no hay mucho que resolver.
Pero cuando los elementos pierden o ganan un electrón (o más de uno) y se vuelven iones, las cosas se complican un poco más y hay que consultar una tabla periódica para saber cuál es el posible cargo.
La carga de los elementos
En sus formas estándar, los elementos tienen sin cargo neto. El número de protones con carga positiva está perfectamente equilibrado por el número de electrones con carga negativa, y las cargas de cada uno son opuestas pero de igual magnitud.
Esto tiene sentido como el estado "natural" de un átomo porque si tuvieran una carga neta, serían mucho más reactivo y probablemente no permanecería en el mismo estado por mucho tiempo antes de interactuar con alguna cosa. Entonces, en la mayoría de los casos, la carga de un átomo es la misma: cero.
Entendiendo los iones
Los iones son el nombre de los átomos que han ganado o perdido uno o más electrones, dejándolos con una carga neta. Para los átomos que pierden un electrón, ganan una carga positiva y se convierten en cationes.
Para los átomos que ganan un electrón, adquieren una carga neta negativa y se convierten en aniones. Estos son solo nombres para los iones con carga positiva y negativa, para ayudar a distinguirlos de los átomos neutros y entre sí.
Lo importante que hay que entender acerca de los iones es que son los únicos tipos de átomos con un carga neta. Por conveniencia, los químicos (y los científicos en general en la mayoría de los casos) consideran que la carga de un electrón es -1, mientras que un protón tiene una carga de +1.
Realmente estas son cantidades de carga muy específicas, ± 1,602 × 10-19 culombios, pero rara vez es necesario trabajar con cantidades tan pequeñas como esta. Para la mayoría de los cálculos, trata esto como una "unidad" de carga (a veces se le da el símbolo mi) y todo es mucho más sencillo.
Cargos de la tabla periódica para iones
La posición de un elemento en la tabla periódica (ver Recursos) le indica el tipo de iones que formará, con la los elementos de la derecha forman aniones (carga negativa) y los que están más a la izquierda forman cationes (positivos cargo).
Esto se debe a que la tabla periódica está organizada de acuerdo con el número de electrones en la "capa" más externa. de un átomo, y los iones se forman con los átomos que pierden o ganan electrones, de modo que sus capas externas están llenas. Cada "grupo" de la tabla periódica está asociado con una carga de iones diferente.
Los dos primeros grupos tienen elementos con solo uno o dos electrones en sus capas externas, grupo 1 y 2 respectivamente. Estos pierden electrones para ganar una carga de +1 o +2, y los elementos del grupo 13 tienen tres electrones en su capa exterior y forman iones con una carga de +3.
Los elementos del grupo 14 tienen cuatro electrones en sus capas externas y, por lo general, se unen de forma covalente, pero ganarían una carga de +4 si formaran un ion. Los grupos 15, 16 y 17 tienen 5, 6 y 7 electrones en sus capas externas y ganan electrones para obtener cargas iónicas de −3, −2 y −1, respectivamente.
Los otros elementos (de los grupos intermedios de la tabla) no son tan fáciles de clasificar porque sus estructuras electrónicas varían de una manera un poco más complicada.
Sin embargo, por ejemplo, la plata puede formar un ión con una carga de +1, mientras que el zinc y el cadmio pueden obtener una carga de +2. Para saber si un átomo de estos grupos forma iones de forma más general y determinar sus cargas, lo mejor que puede hacer es buscar directamente el elemento que le interesa.