Ciències de la Naturalesa (nivell ESO)/Ions
Un ió es un àtom o molècula amb càrrega elèctrica. S'anomena catió un ió amb càrrega elèctrica positiva, i anió, un ió amb càrrega negativa. El procés de guanyar o perdre electrons (respecte a l'àtom o la molècula neutres) s'anomena ionització.
Se solen representar els cations i els anions amb el símbol de l'àtom corresponent i el símbol "+" o "-", respectivament (per exemple, Na+ o F-). Si el nombre d'electrons guanyat o perdut és mes gran que un, això també s'indica (per exemple, Mg2+ o O2-).
La paraula ió prove del grec ion, que es el participi de iénai ("anar"). Els cations i anions son atrets cap al càtode i l'ànode, respectivament (hodós vol dir "camí"; càtode i ànode volen dir "cap avall" i "cap amunt").
Michael Faraday va ser el primer de proposar l'existència dels ions, el 1830, però va ser Svante August Arrhenius qui en va desenvolupar la teoria corresponent el 1884. Això li valgué el Premi Nobel de Química el 1903.
L'energia que cal per arrencar un electró d'un àtom en el buit és el potencial d'ionització o energia d'ionització d'aquell àtom. Els potencials d'ionització atòmics són constants físiques i característics de cada àtom. El mateix concepte es pot aplicar a molècules i sòlids.
Generalment, els potencials d'ionització decreixen de dalt a baix, i creixen d'esquerra a dreta en la taula periòdica dels elements. Aquesta tendència és inversa de la que es troba per al radi atòmic. Això és degut al fet que, en àtoms petits, els electrons són atrets mes fortament pel nucli i cal més energia per arrencar-los.
El primer potencial d'ionització és el que cal per arrencar el primer electró d'un àtom neutre, el segon potencial és el que cal per arrencar dos electrons, i així successivament. Els potencials d'ionització es van incrementant gradualment. Generalment, hi ha un salt considerable d'energia en algun punt de la sèrie. Això fa que cada àtom tendeixi a formar un cert tipus de catió. Per exemple, el sodi (Na) forma Na+, però no Na2+.
Potencials d'ionització d'alguns àtoms
| Element | Primer | Segon | Tercer | Quart | Cinquè | Sisè | Setè |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sodi Na | 496 | 4560 | |||||
| Magnesi Mg | 738 | 1450 | 7730 | ||||
| Alumini Al | 577 | 1816 | 2744 | 11600 | |||
| Silici Si | 786 | 1577 | 3228 | 4354 | 16100 | ||
| Fòsfor P | 1060 | 1890 | 2905 | 4950 | 6270 | 21200 | |
| Sofre S | 999 | 2260 | 3375 | 4565 | 6950 | 8490 | 11000 |
| Clor Cl | 1256 | 2295 | 3850 | 5160 | 6560 | 9360 | 11000 |
| Argó Ar | 1520 | 2665 | 3945 | 5770 | 7230 | 8780 | 12000 |
| Energies d'ionització successives en kJ/mol | |||||||