Republica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación

U E Colegio Pablo Neruda

Iones

y

Isotopos

Realizado por en grupo numero 6

IONES

Un ion : es una partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un átomo o partícula, se han ganado o perdido electrones este fenómeno se conoce como ionización .Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).

Energía de ionizaciónLa energía de ionización, también llamada potencia de ionización, es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido.

PX+ + 2ªE.I. X2+ + e-

Puede deducirse el significado de la tercera energía de ionización y de las posteriores.

La energía de ionización se expresa en electrón-voltio, julios o en kilojulios por mol (kJ/mol).

1 eV = 1,6.10−19 culombios. 1 voltio = 1,6.10−19 julios

En los elementos de una misma familia o grupo la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo.

En los alcalinos, por ejemplo, el elemento de mayor potencial de ionización es el litio y el de menor el francio. Esto es fácil de explicar, ya que al descender en el grupo el último electrón se sitúa en orbitales cada vez más alejados del núcleo y, además, los electrones de las capas interiores ejercen un efecto de apantallamiento frente a la atracción nuclear sobre los electrones periféricos por lo que resulta más fácil extraerlos.

Tipos de ionesAniónUn anión es un ion (átomo o ión) con cargas eléctricas negativa, es decir, que ha ganado electrones Los aniones monoatómicos se describen con un estrado de oxidación negativo. Los aniones poli atómicos se describen como un conjunto de átomos unidos con una carga eléctrica global negativa, variando sus estado de oxidación individuales. Los aniones poseen dos formasAniones monoatómicoSuelen corresponder a no metales que han ganado electrones para completar su capa de valencia Aniones poli atómicosSe pueden considerar como procedentes de una moléculas que ha ganado electrones, o de un ácido que ha perdido protones CatiónUn catión es un ion con carga eléctrica positiva, es decir, que ha perdido electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo.

Las sales típicamente están formadas por cationes y aniones (aunque el enlace nunca es puramente iónico , siempre hay una contribución covalente).catiónTambién los cationes están presentes en el organismo en elemento tales como el sodio (Na) y el potasio (K) en forma de sales ionizadas.Ejemplo: El catión K+ es un K que perdió un electrón para quedar isoeléctrico con el argón. El Mg2+ es un Mg que perdió 2 electrones para quedar isoeléctrico con el neón

Las sales típicamente están formadas por cationes y aniones (aunque el enlace nunca es puramente iónico , siempre hay una contribución covalente).También los cationes están presentes en el organismo en elemento tales como el sodio (Na) y el potasio (K) en forma de sales ionizadas.Ejemplo: El catión K+ es un K que perdió un electrón para quedar isoeléctrico con el argón. El Mg2+ es un Mg que perdió 2 electrones para quedar isoeléctrico con el neón

Cationes en procesos biológicosLos cationes juegan muchos papeles en los procesos biológicos. Los gradientes de concentración de diversos cationes (Na+, K+, etc.) a través de las membranas celulares mantienen diferentes potencial mente electroquímica que son empleados para transportar diferentes moléculas orgánicas al interior de las células por difusión facilita. También promueven la construcción muscular, la transmisión de impulso nervioso, etc. Además, los cationes metálicos están presentes en los sitios activos de muchas enzima formando parte de funciones catalíticas, etc.

Cationes en medicinaEn medicina se emplean complejos de cationes para macnetosis como el Gd3+ como agentes de contraste en RMI (resonancia magnética de imágenes) de tejidos blandos. También se emplea el cisplatino como medicamento contra el cáncer debido a su coordinación al ADN impidiendo su replicación y, por tanto, impidiendo el crecimiento de células tumorales que son las de mayor tasa de crecimiento.

Isotoposse usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento químico (isótopos) se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Los distintos isótopos de un elemento, difieren pues en el número de neutronesLa mayoría de los elementos químicos tienen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (por ejemplo berilio o sodio) poseen un solo isótopo natural. En contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables, 10.Otros elementos tienen isótopos naturales, pero inestables, como el uranio, cuyos isótopos pueden transformarse o decaer en otros isótopos más estables, emitiendo en el proceso radiación, por lo que decimos que son radiactivos.

Los isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia orgánica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de desintegración de determinado isótopo, en relación a los que ya han decaído. Gracias a este método de datación, se conoce la edad de la TierraLos isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia orgánica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de desintegración de determinado isótopo, en relación a los que ya han decaído. Gracias a este método de datación, se conoce la edad de la Tierra

Características de lo isotoposEn el caso del cloro Z=17 y A=35. Sin embargo, si miramos en la Tabla Periódica, la masa atómica del cloro natural es de 35,5. Cuando la masa de un elemento químico es fraccionaria, resulta evidente que dicho elemento estará constituidos por una mezcla de sus distintos isótopos. Así, el cloro natural (masa atómica 35,5) estará formado por la mezcla de los isótopos 35Cl y 37Cl. Si aplicamos la ley de mezclas, se puede calcular fácilmente que la proporción de cada uno de ellos es 75% y 25% respectivamente:

Los isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas pero difieren algo en sus propiedades físicas. Esta pequeña diferencia deriva de su distinta masa atómica. Así, mientras que la moléculas de agua ligera pesa 18 Dalton, la molécula de agua pesada (contiene D en lugar de H) pesa 20 Dalton. Este aumento afectará a su densidad, temperatura de ebullición, etc.

Todos los isótopos tienen el mismo número atómico pero difieren en el número másico.

Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.

Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números másicos 12, 13 y 14: 12C, 13C y 14C. Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente 98,89 %, 1,11 % y trazas.

Los tipos de isotopos

• Isótopos naturales. Los isótopos naturales son los que se encuentran en la naturaleza de manera natural. Por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos naturales, el prótido, el deuterio y el tritio. El tritio es muy usado en trabajos de tipo nuclear; es el elemento esencial de la bomba de hidrógeno.

• Otro elemento que está formado por isótopos muy importantes es el carbono, que son el carbono-12, que es la base referencial del peso atómico de cualquier elemento, el carbono-13 que es el único carbono con propiedades magnéticas y el carbono-14 radiactivo, muy importante ya que su semivida es de 5730 años y se usa mucho en arqueología para determinar la edad de los fósiles orgánicos. El uranio-235 se usa en las centrales nucleares y en las bombas atómicas

• Isótopos artificiales. Los isótopos artificiales se producen en laboratorios nucleares por bombardeo de partículas subatómicas o en las centrales nucleares. Estos isótopos suelen tener una vida corta, principalmente por la inestabilidad y radioactividad que presentan. Uno de estos es el cesio, cuyos isótopos artificiales se usan en plantas nucleares de generación eléctrica. Otro muy usado es el iridio-192 que se usa para comprobar la hermeticidad de las soldaduras de tubos, sobre todo en tubos de transporte de crudo pesado y combustibles. Algunos isótopos del uranio como el uranio-233 también se usan en tecnología nuclear.

• Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen un periodo de semidesintegración extremadamente largo comparado con la edad de la Tierra.

• Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable y emiten energía y partículas cuando se transforman (decaen) en un isótopo diferente más estable. La energía liberada al decaer puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.

• La principal razón de la inestabilidad está en el exceso de protones o neutrones. La fuerza nuclear fuerte, que une protones y neutrones entre sí, requiere que la cantidad de neutrones y protones esté cerca de cierta relación. Cuando el número de neutrones es superior al que requiere esta relación el átomo puede presentar decaimiento beta negativo. Cuando el átomo tiene un exceso de protones (defecto de neutrones) suele presentar decaimiento beta positivo.

• Esto sucede porque la fuerza nuclear fuerte residual depende de la proporción de neutrones y protones. Si la relación está muy sesgada hacia uno de los extremos la fuerza nuclear débil responsable del decaimiento beta puede producir esporádicamente la pérdida de algún nucleón. Para números atómicos elevados (Z > 80) también se vuelve frecuente la

• desintegración alfa (que casi es mucho más frecuente cuando además hay exceso de protones).

• Cada radioisótopo tiene un periodo de semidesintegración o semivida característico. La energía puede ser liberada principalmente en forma de radiación alfa (partículas constituidas por núcleos de helio), beta (partículas formadas por electrones o positrones) o gamma (energía en forma de radiación electromagnética).

• Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en técnicas de radioterapia en medicina. Por ejemplo, un isótopo del tecnecio (99mTc, la "m" indica que es un isómero nuclear metaestable) puede usarse para identificar vasos sanguíneos bloqueados.

• Varios isótopos radiactivos naturales se usan en datación radiométrica para determinar cronologías, por ejemplo, arqueológicas.

• Radioisótopos

enlaces de informaciónhttp://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topohttp://www.ehu.es/biomoleculas/isotopos/isotopos2.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ion