Central nuclear de Isar, Alemania

Piscina de combustible nuclear gastado

Turbina de una central nuclear

Ión

Ión

En física y química, un ión es un átomo o molécula que no tiene una carga eléctrica neutra. Se denomina catión un ión con carga eléctrica positiva, y anión un ión con carga eléctrica negativa.

El proceso de ganar o perder electrones (respecto al átomo o molécula neutros) se llama ionización. Se suelen representar los cationes y los aniones con el símbolo del átomo correspondiente y el símbolo "+" o "-", respectivamente. Si el número de electrones ganado o perdido es mayor que uno, esto también se indica.

Los cationes y aniones son atraídos hacia el cátodo y el ánodo, respectivamente.

Michael Faraday fue el primero de proponer la existencia de los iones, en 1830, pero fue Arrhenius quien desarrolló la teoría correspondiente en 1884. Esto le valió el Premio Nobel de Química en 1903.

Terminología

El fenómeno que sigue a un átomo pierde o gana uno o más electrones se llama ionización. En física, los átomos completamente ionizados, como los de las partículas alfa, se denominan comúnmente partículas cargadas. La ionización se realiza generalmente mediante la aplicación de alta energía a los átomos, en forma de potencial eléctrico o radiación. Un gas ionizado se llama plasma.

Los iones con carga negativa se conocen como aniones (que son atraídos por los ánodos) y los iones con carga positiva se denominan cationes (y son atraídos por los cátodos). Los iones se dividen en monoatomics y polyatomomics.

Energía de ionización

Para los átomos individuales en un vacío, hay una constante física asociada con el proceso de ionización. La energía requerida para eliminar electrones de un átomo se llama energía de ionización o potencial de ionización. Estos términos también se usan para describir la ionización de moléculas y sólidos, pero los valores no son constantes, ya que la ionización está influenciada por los enlaces químicos locales, la geometría y la temperatura.

La energía de ionización disminuye a lo largo de un grupo de tablas periódicas, y aumenta de izquierda a derecha a lo largo del período. Estas tendencias son exactamente opuestas a las del rayo atómico, esto porque, dado que el propósito de un átomo es formar un octeto (gracias a los electrones de valencia), entonces se mueve más hacia los grupos de la derecha de la tabla periódica (hacia los " gases nobles " ") nos encontramos con átomos con un alto valor de energía de ionización.

Se llama primera energía de ionización, la energía requerida para eliminar un electrón, segunda energía de ionización que se requiere para eliminar dos electrones, y así sucesivamente. Las energías de ionización subsiguientes son siempre significativamente más grandes que las anteriores. Es por esto que los iones tienden a formarse de ciertas maneras. Por ejemplo, el sodio se encuentra como Na+ , pero normalmente no como Na 2+ , debido a la alta segunda energía de ionización requerida, que es mucho más alta que la primera energía de ionización. De manera similar, el magnesio se encuentra como Mg 2+ y no Mg 3+ , y aluminioexiste como un catión 3+

Generalmente, los potenciales de ionización decrecen de arriba abajo, y crecen de izquierda a derecha en la tabla periódica. Esta tendencia es inversa de la que se encuentra para el radio atómico. Esto se debe a que, en átomos pequeños, los electrones son atraídos más fuertemente por el núcleo y hay más energía para arrancarlos.

El primer potencial de ionización es el que se necesita para para arrancar el primer electrón de un átomo neutro; el segundo potencial es el que se neceista para arrancar dos electrones, y así sucesivamente. Los potenciales de ionización se van incrementando gradualmente. Generalmente, hay un salto considerable de energía en algún punto de la serie. Esto hace que cada átomo tienda a formar un cierto tipo de catión.

Radiación ionizante

Las radiaciones ionizantes son aquellas que tienen una frecuencia lo suficientemente grande para ionizar los átomos o las moléculas de las sustancias expuestas. Este tipo de radiación es capaz de modificar la estructura química de las sustancias sobre las que inciden y pueden producir efectos biológicos a largo plazo sobre los seres vivos.

Un ejemplo de radiación ionixante sería la modificación del ADN de las células, estas mutaciones del DNA pueden derivar en cáncer. Los rayos X y la radiación gamma serían dos ejemplos de radiacioneselectromagnéticas altamente ionizantes.

Radiación no ionizante

Las radiaciones no ionizantes son aquellas que no tienen suficiente frecuencia para provocar la ionización de los materiales expuestos. Como ejemplo de radiaciones no ionizantes se pueden citar las microondas o las ondas de radio.

Este tipo de radiación no tienen la energía suficiente para provocar directamente mutaciones del DNA y, por tanto, probablemente no pueden iniciar la carcinogénesis pero podrían ser promotores. Hoy en día se habla de contaminación electromagnética para referirse a la exposición de los seres vivos o los aparatos a un campo electromagnético y se discute sobre los efectos de esta exposición sobre la salud o la fertilidad.

valoración: 4.2 - votos 140

Última revisión: 29 de agosto de 2019