¿Qué relación tienen los iones con la electricidad?

Los compuestos iónicos se caracterizan, entre otras cosas, por ser conductores de la electricidad cuando están disueltos o fundidos: así los iones que los forman, átomos o grupos atómicos con carga positiva ó negativa, tienen gran libertad para moverse y por eso pueden transportar la electricidad.

Un ión es un átomo o una molécula que ha perdido o ganado uno o más electrones y lleva una carga eléctrica neta. Si el resultado es un átomo con más electrones que protones, el ión tiene carga negativa. Si hay menos electrones que protones el ión tiene carga positiva.

A su vez, los átomos están constituidos por electrones, que se mueven alrededor del núcleo, constituido por protones y neutrones. Los protones y los electrones tienen una propiedad conocida como carga eléctrica y es la responsable de que ocurran fenómenos eléctricos.

Cuentan con un gran número de electrones libres que se mueven a través del material, facilitando la transmisión de la carga de un objeto a otro. Tienen una estructura atómica que permite el paso de la electricidad, sin necesidad de requerir una gran cantidad de energía para el paso de electrones entre un átomo y otro.

El sodio, el potasio, el calcio, el cloro y el fosfato son ejemplos de iones. Estos iones ayudan a que los nutrientes circulen hacia las células, ayudan a eliminar los desechos de las células y ayudan a que los nervios, los músculos, el corazón y el cerebro funcionen correctamente.

Los iones se forman por ionización, término que hace referencia al fenómeno de pérdida o ganancia de electrones del átomo cuando se somete a una serie de procesos. Cuando la carga eléctrica es positiva, recibe el nombre de catión, y cuando es negativa, de anión. Los átomos ionizados son neutros eléctricamente.

Los enlaces multidireccionales son los responsables de que un compuesto conduzca electricidad.

El origen de la electricidad

La energía eléctrica o electricidad es un fenómeno físico que se produce a raíz de las cargas eléctricas y de la interacción entre ellas. De esta forma, son los electrones y los protones las principales partículas subatómicas responsables de su aparición.

El núcleo de un átomo tiene carga positiva; los electrones que lo rodean tienen carga negativa. La electricidad está íntimamente relacionada con los átomos, y sin ellos no tendríamos electricidad, que además de constituir todos los materiales, incluso nuestros cuerpos, pasa por cable y mueve motores, lamparillas, etc.

Cuando el átomo recibe energía (energía eléctrica, energía óptica, o cualquier otra forma de energía), ésta energía es transferida al electrón, y éste se excita a un nivel de energia superior (en nuestro modelo, más lejos del núcleo). Se considera que el átomo está en un estado excitado .

Las sustancias como la sal cloruro de sodio, al disolverlas en agua se disocian en sus iones y por ello conducen la corriente eléctrica. Las sustancias como el azúcar no proporcionan iones al disolverse en agua y por tanto no conducen la corriente eléctrica.

Las sales disueltas en agua se descomponen en iones cargados positivamente y negativamente. La conductividad se define como la capacidad del agua para conducir una corriente eléctrica a travéde los iones disueltos. Los iones más positivos son sodio (Na+), calcio (Ca+2), potasio (K+) y magnesio (Mg+2).

Sustancia que se descompone en iones (partículas cargadas de electricidad) cuando se disuelve en agua o los líquidos del cuerpo. Algunos de los ejemplos de iones son el sodio, el potasio, el calcio, el cloruro y el fosfato.

Los iones con una carga positiva se denominan cationes. Los que tienen carga negativa se denominan aniones.

Los iones pueden existir en ambientes sólidos, líquidos o gaseosos, aunque son más comunes en líquidos, y se combinan formando sales.

El intercambio iónico se utiliza ampliamente en las industrias de alimentos y bebidas, hidrometalurgia, acabado de metales, química y petroquímica, farmacéutica, azúcar y edulcorantes, agua subterránea y potable, nuclear, ablandamiento industrial del agua, semiconductores, energía, y otras muchas industrias.

Cuando hay demasiada carga de iones positivos en el ambiente, los efectos que produce en la salud de las personas son perjudiciales. Nos cambia el estado de ánimo, nos pueden aparecer dolores de cabeza, depresión, irritabilidad, nerviosismo, enfermedades respiratorias como bronquitis o asma y malestar en general.

En el agua líquida hay una leve tendencia a que un átomo de hidrógeno salte del átomo de oxígeno al que está unido covalentemente, al otro átomo de oxígeno al que se encuentra unido por un puente de hidrógeno §. En esta reacción se producen dos iones: el ion hidronio (H₃O⁺) y el ion hidróxido (OH^-).

Un ion se representa mediante el símbolo del elemento del que procede, con un superíndice a la derecha, que indica la carga que posee mediante un número y el signo + o el signo -. Los cationes han perdido electrones en el número que indica la carga positiva.

Es causada por una diferencia de voltaje entre dos polos. El material entre los polos depende de la magnitud de la corriente eléctrica que fluye a un voltaje determinado. El cociente de la corriente (I) y el voltaje (U) se denomina conductancia eléctrica (G).

Los compuestos formados por enlaces covalentes son más abundantes que los iónicos y pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Casi todos son insolubles en agua y son malos conductores de la energía eléctrica.

Un enlace iónico se forma cuando los electrones se transfieren completamente de un átomo a otro. Durante este proceso, un átomo pierde electrones y otro los gana, formándose iones.

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia, y reside en las partículas subatómicas: los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva (los neutrones carga neutra, como su nombre sugiere).

El núcleo del átomo está formado por dos tipos de partículas, los protones, que tienen carga eléctrica positiva, y los neutrones, que no tienen carga eléctrica. En un átomo neutro, que es su estado habitual, el número de electrones es igual al de protones, y como tienen carga eléctrica negativa se compensan.

Toda la electricidad que vamos a ver en adelante durante este curso se basa en dos principios fundamentales: - La generación de una fuerza magnética a partir de una corriente eléctrica. - La generación de corriente eléctrica mediante el movimiento de imanes.

Un átomo desequilibrado se llama ion. Si gana un electrón (teniendo así más electrones que protones) se convierte en un ion con carga negativa o anión. Si ocurre lo contrario y el átomo pierde un electrón, se convierte en un ion con carga positiva o catión.

La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que proporcionar más energía para arrancar los electrones.