¿Qué son los Aniones y Cationes?

Aniones y Cationes

Aniones y Cationes

Aniones y Cationes

Los cationes (iones cargados positivamente) y aniones (iones cargados negativamente) se forman cuando un metal pierde electrones, y los no metales ganan esos electrones. La atracción electrostática entre positivos y negativos atrae las partículas entre sí y crea un compuesto iónico, por ejemplo el cloruro de sodio.

Un metal reacciona con un no metal para formar un enlace iónico. A menudo se puede determinar la carga por un ion que normalmente ha tenido por la posición del elemento en la tabla periódica:

  • Los metales alcalinos (los elementos IA) pierden un electrón para formar un catión con una carga 1+.
  • Los metales alcalinos de la tierra (los elementos IIA) pierden dos electrones para formar un catión 2+.
  • El aluminio, un miembro de la familia IIIA, pierde tres electrones para formar un catión 3+.
  • Los halógenos (elementos VIIA) tienen siete electrones de valencia. Todos los halógenos ganan un electrón para llenar su nivel de energía de valencia. Y todos ellos forman un anión con una sola carga negativa.
  • Los elementos VIA ganan dos electrones para formar aniones con una carga 2-.
  • Los elementos VA ganan tres electrones para formar aniones con una carga de 3-.

La primera tabla muestra la familia, elemento, y el nombre de iones para algunos cationes monoatómicos (un átomo) más comunes. El segundo cuadro muestra la misma información para algunos aniones monoatómicos más comunes.

Algunos cationes nanoatómicos más comunes

Familia

Elemento

Nombre del Ion

IA
Litio
Catión litio
Sodio
Catión Sodio
Potasio
Catión potasio
IIA
Berilio
Catión berilio
Magnesio
Catión magnesio
Calcio
Catión calcio
Estroncio
Catión estroncio
Bario
Catión Bario
IB
Plata
Catión plata
IIB
Zinc
Catión Zinc
IIIA
 Aluminio
Catión Aluminio

 

Algunos aniones nanoatómicos más comunes

Familia

Elemento

Nombre del Ion

VA
Nitrogeno
Anión nitruro
Fósforo
Anión fosfuro
VIA
Oxigeno
Anión óxido
Azufre
Anión sulfuro
VIIA
Flúor
Anión fluoruro
Cloro
Anión cloruro
Bromo
Anión bromuro
Yodo
Anión yoduro

Es más difícil determinar el número de electrones que los miembros de los metales de transición (las familias B). De hecho, muchos de estos elementos pierden un número variable de electrones de manera que formen dos o más cationes con diferentes cargas.

La carga eléctrica que un átomo alcanza a veces se le llama: estado de oxidación. Muchos de los iones de metales de transición tienen diferentes estados de oxidación. La siguiente tabla muestra algunos metales de transición comunes que tienen más de un estado de oxidación.

 

Algunos metales comunes con más de un estado de oxidación.

Familia

Elemento

Nombre del Ion

VIB Cromo Cromo (II) o cromoso
Cromo (III) o crómico
VIIB Manganeso Manganeso (II) o manganoso
Manganeso (III) o  mangánico
VIIIB Fierro Fierro (II) o ferroso
Fierro (III) o férrico
Cobalto Cobalto (II) o cobaltoso
Cobalto (III) o cobaltico
IB Cobre Cobre (I) o cuproso
 Cobre (II) o cúprico
IIB Mercurio Mercurio (I) o mercurioso
Mercurio (II) o mercurico
IVA Estaño Estaño (II) o estañoso
Estaño (IV) o estañico
Plomo Plomo (II) o plomoso
Plomo (IV) o plúmbico

Observe que estos cationes pueden tener más de un nombre. La actual forma de nombrar los iones es utilizar el nombre de metal, tales como cromo, seguido entre paréntesis por la carga iónica escrito como un número romano, tal como (II).

¿Cómo eliminar aniones y cationes del agua?

Los dos tipos de unidades de intercambio de iones son ablandadores de agua y dispositivos de intercambio de aniones. Los ablandadores de agua eliminan los cationes (iones cargados positivamente como el calcio y el magnesio) y los reemplazan con sodio. Los dispositivos de intercambio de aniones eliminan los aniones (iones cargados negativamente como el arsénico y el nitrato ) y los reemplazan con cloruro.

Las unidades de intercambio iónico de medios mixtos eliminan tanto cationes como aniones. Una mezcla típica sería un 60 por ciento de material de intercambio catiónico y un 40 por ciento de material de intercambio aniónico. Por lo general, las unidades deben regenerarse en una planta de procesamiento central. Los desionizadores de dos lechos, que utilizan recipientes de cationes y aniones separados, pueden lavarse a contracorriente para eliminar las partículas atrapadas.

Ablandamiento del agua (intercambio de cationes)

Los ablandadores de agua son los dispositivos de tratamiento de agua domésticos más utilizados. Eliminan los minerales que forman incrustaciones en los calentadores de agua y la película de jabón en los lavabos. El ablandamiento del agua a veces se denomina acondicionamiento del agua.

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