Átomos Neutros e Iones

Ya sabemos que los átomos tienen protones ($p^+$), neutrones ($n^0$) y electrones ($e^-$). Pero, ¿qué define la carga eléctrica de un átomo?

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🎯 ¿Qué vas a aprender?

• Cuándo un átomo es neutro.
• Qué es un Ion y por qué tiene carga.
• La diferencia entre Cationes (+) y Aniones (-).
• Por qué ganar o perder electrones es fácil, pero cambiar protones es casi imposible.

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1. Átomos Neutros

Un átomo es neutro cuando las cargas positivas y negativas están en perfecto equilibrio.

Regla de Oro: En un átomo neutro, la cantidad de protones es IGUAL a la cantidad de electrones.

$$p^+ = e^- \implies \text{Carga Neta} = 0$$

Ejemplo:

• El Carbono ($Z=6$) tiene 6 protones.
• Si es neutro, debe tener 6 electrones.
• Carga: $(+6) + (-6) = 0$.

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2. Iones: Átomos con Carga

Un Ion es un átomo que ha perdido su neutralidad porque ganó o perdió electrones.

⚡ Energía y Vida Cotidiana

En las reacciones que vemos a diario (quemar papel, cocinar un huevo, la digestión), los átomos solo intercambian electrones.

• Mover electrones es sencillo porque están en la "periferia", lejos del núcleo.
• Mover protones o neutrones es extremadamente difícil. Requiere lo que llamamos reacciones nucleares, que liberan o consumen cantidades masivas de energía. No es algo que ocurra de forma común.

🆔 La Identidad se Mantiene

Lo más importante es entender que si un átomo gana o pierde electrones, NO cambia su identidad.

Punto Clave: Como el Número Atómico ($Z$) se mantiene igual (mismos protones), el elemento sigue siendo el mismo. Un átomo de Sodio que pierde un electrón sigue siendo Sodio, solo que ahora se llama Ion Sodio ($Na^+$).

Existen dos tipos de iones:

A. Cationes (Carga Positiva) 😺

Se forman cuando un átomo PIERDE electrones.

• Al irse las cargas negativas, ganan las positivas.
• Resultado: $p^+ > e^-$.

B. Aniones (Carga Negativa) 🧅

Se forman cuando un átomo GANA electrones.

• Al llegar más cargas negativas, superan a las positivas.
• Resultado: $e^- > p^+$.

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📝 Ejercicios de Práctica

Ejercicio 1

Un átomo de Sodio ($Z=11$) pierde 1 electrón. ¿Cuál es su carga final y qué tipo de ion es?

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Datos:

• Protones ($p^+$): 11.
• Electrones finales: $11 - 1 = 10$.

Razonamiento:
La carga se halla restando protones menos electrones.

$$\text{Carga} = (+11) - (10) = +1$$

Resultado:
$\boxed{\text{Catión } Na^{+1}}$

Ejercicio 2

Un átomo de Cloro ($Z=17$) gana 1 electrón. ¿Qué tipo de ion se forma?

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Datos:

• $p^+ = 17$.
• Electrones finales: $17 + 1 = 18$.

Razonamiento:

$$\text{Carga} = (+17) - (18) = -1$$

Resultado:
$\boxed{\text{Anión } Cl^{-1}}$

Ejercicio 3

Si un átomo de Magnesio ($Z=12$) pierde 2 electrones en una reacción química, ¿cambia de elemento? ¿Cuál es su carga?

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Razonamiento:

1. No cambia de elemento porque conserva sus 12 protones. Sigue siendo Magnesio.
2. Carga = $12 p^+ - 10 e^- = +2$.

Resultado:
$\boxed{\text{Catión } Mg^{+2}}$

Ejercicio 4

El Oxígeno ($Z=8$) suele ganar 2 electrones para ser estable. ¿Cuál es su configuración de carga?

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Razonamiento:

$$\text{Carga} = 8 p^+ - 10 e^- = -2$$

Resultado:
$\boxed{\text{Anión } O^{-2}}$

Ejercicio 5

Un átomo de Aluminio ($Z=13$) libera 3 electrones. Calcula su carga neta.

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Razonamiento:

$$\text{Carga} = 13 p^+ - 10 e^- = +3$$

Resultado:
$\boxed{\text{Catión } Al^{+3}}$

Ejercicio 6

El Nitrógeno ($Z=7$) captura 3 electrones del ambiente. ¿Qué ion se forma?

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Razonamiento:

$$\text{Carga} = 7 p^+ - 10 e^- = -3$$

Resultado:
$\boxed{\text{Anión } N^{-3}}$

Ejercicio 7

Un átomo de Calcio ($Z=20$) pierde 2 electrones. Representa el ion resultante.

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Razonamiento:

$$\text{Carga} = 20 p^+ - 18 e^- = +2$$

Resultado:
$\boxed{Ca^{+2}}$

Ejercicio 8

El Flúor ($Z=9$) es muy reactivo y gana 1 electrón fácilmente. ¿Qué carga adquiere?

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Razonamiento:

$$\text{Carga} = 9 p^+ - 10 e^- = -1$$

Resultado:
$\boxed{F^{-1}}$

Ejercicio 9

Un átomo de Azufre ($Z=16$) recibe 2 electrones. ¿Cómo queda su balance de carga?

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Razonamiento:

$$\text{Carga} = 16 p^+ - 18 e^- = -2$$

Resultado:
$\boxed{\text{Anión } S^{-2}}$

Ejercicio 10

El Potasio ($Z=19$) cede 1 electrón. ¿Cuál es el nombre técnico de esta partícula cargada?

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Razonamiento:
Como pierde un electrón, queda con carga positiva (+1). Los iones con carga positiva se llaman cationes.

Resultado:
$\boxed{\text{Catión } K^{+1}}$

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🔑 Resumen

Recuerda: Los electrones son los viajeros del átomo; entran y salen. Los protones se quedan en casa (núcleo).