Introducción a la química
- Aplicar los conocimientos sobre el enlace iónico para predecir la fórmula de los compuestos iónicos
Puntos clave
- La carga de los cationes y aniones de un compuesto iónico puede determinarse por la pérdida o ganancia de electrones de valencia necesaria para conseguir configuraciones electrónicas estables, configuraciones electrónicas de gas noble.
- El número de cationes y aniones que se combinan en un compuesto iónico es la relación más simple de enteros que se pueden combinar para alcanzar la neutralidad eléctrica.
- El catión precede al anión tanto en la forma escrita como en la fórmula.
Términos
- Ión poliatómicoUn ion compuesto por varios átomos.
- Fórmula empíricaLa relación de números enteros más sencilla entre elementos en la fórmula de un compuesto.
- Gas nobleCualquier elemento del grupo 18 de la tabla periódica, que es monatómico y, con muy pocas excepciones, inerte o no reactivo.
- Electricamente neutroUna carga neta de cero, que se produce cuando un átomo o molécula/compuesto no tiene ni exceso ni defecto de electrones.
- Fluoruro de litio: Li+ y F- se combinan para formar LiF
- cloruro de calcio: Ca2+ y Cl- se combinan para formar CaCl2
- Óxido de hierro (II): Fe2+ y O2- se combinan para formar FeO
- sulfuro de aluminio: Al3+ y S2- se combinan para formar Al2S3
- sulfato de sodio: Na+ y SO42- se combinan para formar Na2SO4
- Fosfato de amonio: NH4+ y PO43- se combinan para formar (NH4)3PO4
- clorito de potasio: K+ y ClO2- se combinan para formar KClO2
Compuestos iónicos
Un enlace iónico se forma a través de la transferencia de uno o más electrones de valencia, normalmente de un metal a un no metal, lo que produce un catión y un anión que se unen por una fuerza electrostática atractiva. A escala macroscópica, los compuestos iónicos, como el cloruro de sodio (NaCl), forman una red cristalina y son sólidos a temperaturas y presiones normales.
La carga de los cationes y aniones está determinada por el número de electrones necesarios para conseguir configuraciones electrónicas estables de los gases nobles. La composición iónica se define entonces por el requisito de que el compuesto resultante sea eléctricamente neutro en su conjunto.
Por ejemplo, para combinar magnesio (Mg) y bromo (Br) y obtener un compuesto iónico, primero anotamos las configuraciones electrónicas de estos átomos (nivel de valencia en indicado en cursiva):
Mg: 1s22s22p63s2
Br: 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Para alcanzar las configuraciones de gas noble, el átomo de magnesio necesita perder sus dos electrones de valencia, mientras que el átomo de bromo, que tiene 7 electrones de valencia, requiere un electrón adicional para llenar su capa exterior. Por tanto, para que el compuesto resultante sea neutro, dos aniones de bromo deben combinarse con un catión de magnesio para formar bromuro de magnesio (MgBr2). Además, aunque cualquier proporción de 2 átomos de bromo por 1 átomo de magnesio satisfará los dos requisitos anteriores, la fórmula de los compuestos iónicos se presenta típicamente como la fórmula empírica, o la proporción más simple de números enteros de átomos con enteros positivos.
Nótese que el catión siempre precede al anión tanto en la forma escrita como en las fórmulas. En la forma escrita, mientras que el nombre del catión es generalmente el mismo que el del elemento, el sufijo de los aniones de un solo átomo se cambia por -ide, como en el caso del cloruro de sodio. Si el anión es un ion poliatómico, su sufijo puede variar, pero suele ser -ate o -ite,como en los casos del fosfato de sodio y el nitrito de calcio, dependiendo de la identidad del ion.
Más ejemplos: