Ion, anión y catión son tres términos estrechamente relacionados entre sí y cuyo estudio es muy importante en la física y química.
Cuando se habla de un ion se hace referencia a un átomo (o grupo de átomos) que ha adquirido carga eléctrica, es decir, que ya no es neutro.
De acuerdo a la carga eléctrica adquirida puede dar como resultado un anión o un catión. Conoce de qué trata cada uno leyendo este artículo a continuación.
Qué es un Ion
Un ion es una partícula que ha perdido su característica de neutralidad, es decir, de no poseer carga eléctrica pasa a estar cargado de forma positiva o negativa.
De acuerdo a las investigaciones realizadas en 1839 por Michael Faraday se pudo determinar que tomando como base el tipo de carga eléctrica que posea la partícula, se habla de aniones (que son atraídos por el ánodo) o iones negativos y cationes (que son atraídos por el cátodo) o iones positivos.
Por ejemplo, si se disocian un ácido y una sal, se obtiene lo siguiente:
HCl = H+ + Cl–
Un ion positivo y un ion negativo
CaCl2 = Ca2+ + 2Cl–
Un ion positivo y dos iones negativos
Qué es un Anión
Un anión es una partícula (ion) que tiene carga eléctrica negativa y que comúnmente se forma con no metales, aunque existen aniones formados a partir de metales.
Tipos de anión
Existen tres tipos de aniones, los monoatómicos, poliatomicos y los aniones ácidos.
Los aniones monoatómicos son aquellos que se forman cuando un elemento electronegativo gana uno o más electrones. Tienen un estado de oxidación negativo.
Por su parte, los aniones monoatómicos son los que se forman a partir de otras moléculas cuando se pierden uno o más iones de hidrógeno.
Se describen como un grupo de átomos unidos con una carga eléctrica global negativa pero cuyo estado de oxidación puede variar de forma individual en cada átomo.
Por último, los aniones ácidos son aquellos que se obtienen a partir de un ácido poliprótico que ha perdido algunos de sus átomos de hidrógeno como protones.
Qué es un Catió
Un catión es un ion con exceso de protones, lo que indica que está cargado positivamente. Tiene un estado de oxidación positivo.
Los elementos que más fácilmente se ionizan de esta forma son los metales, pero también se presenta el caso en algunos no metales.
Los cationes son sumamente importantes al punto de estar presentes en el organismo humano en forma de Sodio y Potasio.
El tamaño de los cationes es menor que el de los átomos sin carga eléctrica y qu el de los aniones.Esto se debe a que la pérdida de electrones se lleva a cabo en en la parte más externa del núcleo.
Nomenclatura del anión y catión
Veamos ahora la nomenclatura tradicional y sistemática de los distintos tipos de anión y catión.
Nomenclatura de aniones monoatómicos
Tanto en la nomenclatura tradicional como en la sistemática, los aniones monoatómicos se nombran de esta forma:
- Se coloca como prefijo la palabra ion
- Nombre del no metal terminado con el sufijo uro.
Ejemplos:
- Cl–: ion de cloruro
- H–: ion de hidruro
- S2-: ion de sulfuro
- NH2-: ion de amiduro
- CN–: ion de cianuro
Nomenclatura de aniones poliatómicos
En la nomenclatura tradicional, los aniones poliatómicos reciben su nombre de la siguiente manera:
- Comienzan con la palabra ion o anión
- Nombre del no metal terminado en -ito (si actúa con la valencia menor) o en -ato (si actúa con la valencia mayor).
Ejemplos:
- SO32-: Anión sulfito
- SO42-: Anión sulfato
Por otro lado, en la nomenclatura sistemática se nombran de esta manera:
- Comienzan con la palabra ion o anión
- Nombre del no metal terminado en -ito (si actúa con la valencia menor) si el nombre del ácido termina en oso, o nombre del no metal terminado en -ato (si actúa con la valencia mayor) si el ácido del que procede termina en ico.
- Se elimina la frase “de hidrogeno”.
Ejemplos:
- SO32-: Anión trioxosulfato (IV)
- SO42-: Anión tetraoxosulfato (VI)
- NO2–: Anión dioxonitrato (III)
- ClO4–: Anión tetraoxoclorato (VII)
Nomenclatura de aniones ácidos
En la nomenclatura tradicional se asigna el nombre del anión, nombrándolo como el ion correspondiente, añadiendo la palabra ácido y usando prefijos multiplicativos en caso de requerirse.
Ejemplos:
- H2PO4–: Anión fosfato diácido
- HPO42-: Anión fosfato monoácido
- PO43-: Anión fosfato
- HSO3–: Anión sulfito ácido
- SO32-: Anión sulfito
En el caso de los ácidos que cuentan con dos hidrógenos, los llamados ácidos dipróticos, se sigue usando una forma de asignar nombre no recomendada. Nos referimos a nombrar el anión con el prefijo bi-.
Ejemplos:
- HCO3–: Anión bicarbonato
- HSO3–: Anión bisulfito
- HSO4–: Anión bisulfato
Ahora bien, en la nomenclatura sistemática, a los aniones ácidos se les denomina con el nombre del ion en cuestión pero anteponiendo «hidrógeno» y el prefijo multiplicativo que corresponda.
Ejemplos:
- H2PO4–: Anión dihidrogenotetraoxofosfato (V)
- HPO42-: Anión monohidrogenotetraoxofosfato (V)
- HSO3–: Anión hidrogenotrioxosulfato (IV)
Nomenclatura del Catión
Darle nombre a los cationes es muy sencillo, tan solo debe usarse el prefijo catión o ion al nombre del elemento en cuestión.
Sin embargo, hay que acotar que cuando el átomo es capaz de adoptar distintos estados de oxidación se debe indicar entre paréntesis.
Ejemplos:
- H+: ion hidrógeno
- Li+: ion litio
- Cu+: ion cobre (I)
- Cu+2: ion cobre (II)
- Fe+2: ion hierro (II)
- Fe+3: ion hierro (III)
- Sn+2: ion estaño (II)
- Pb+4: ion plomo (IV)
En el caso de los compuestos que se caracterizan por tener electrones libres, se unen al catión hidrógeno y generan como resultado una partícula cargada positivamente.
De acuerdo con la nomenclatura, estas partículas se nombran añadiendo el sufijo –onio. Ejemplos:
- NH4+: ion amonio
- PH4+z/sup>: ion fosfonio
- AsH4+: ion arsonio
- H3O+: ion oxonio