cationes monoatomicos

CATIONES
MONOATÓMICOS

Cationes Monoatómicos
• Los cationes monoatómicos se forman a partir de los
metales de los grupos I, II, y III, al perder los electrones
excedentes sobre la estructura electrónica del gas inerte
anterior.
Ejemplo: grupo formado por
iones en el estado de
oxidación +1 (Li, Na, K, etc.).

Comparación entre las secciones transversales
de los átomos y las de losiones de los
elementos del grupo I.

Comparación entre las secciones
transversales de los átomos y las de los iones
de los elementos del grupo I.

• En forma semejante los elementos del grupo II y III forman
iones en los estados de oxidación +2 (II) y +3 (III).

• Los metales de transición y los postransicionales:
Al contrario de los los elementos del los grupos I, II y III,
exhibenvarias valencias en las reacciones de oxidación como
resultado de la pérdida de un número variable de electrones
de valencia.

Cationes de los elementos de transición y
porstransicionales más comunes

*

El paréntesis en un ion indica inestabilidad en solución con el agua.

*

Cu+, Fe2+ y Sn2+ en solución acuosa se oxidan lentamente con el
oxígeno disuelto.

Propiedades de loscationes monoatómicos
• Necesarias para comprender mejor las interacciones de los
cationes con aniones y moléculas.
• Las variaciones de tamaño y carga se resumen y se
aplican mejor en términos de la variable Potencial Iónico
(carga / radio cristalino):
– El grado de interacción de un ion con el medio que lo rodea
depende en gran parte de su potencial iónico, ya que esta
cantidad describe ladensidad de carga del ion.

• Un segundo factor es la naturaleza del centro del ion.

• Distinguiremos dos tipos de cationes, los “duros” y los
“suaves”, términos que, describen la naturaleza de la
nube electrónica alrededor del núcleo del ion.

• Cationes “duros”:
– Son aquellos cuyas configuraciones electrónicas exteriores
son isoelectrónicas con átomos de gas inserte, esto es, s2p6.– Este tipo de ion lo forman los elementos de los grupos I y II
(metales alcalino y alcalino-térreos), el aluminio y los metales
de transición del grupo III (d1).

• Los cationes “suaves” incluyen:
– A aquellos con la estructura exterior s2p6d10.
– A los que tienen cuando menos un electrón d, pero menos de
10, en el nivel energético principal más exterior ocupado.

• Los cationes“suaves” tienen una fuerza polarizadora
mayor que los cationes “duros” y por eso interaccionan
más fuertemente con el medio.
• Los cationes “suaves” se forman con la mayoría de los
metales de transición y de los postransicionales.

Radios cristalinos y potenciales iónicos de
iones representativos o “duros” (s2p6)

Radios cristalinos y potenciales iónicos de iones
no representativos o “suaves”(s2p6d1-10s0-2)

• El grado de interacción de los iones representativos,
“duros”, con un anión común aumenta regularmente al
aumentar el potencial iónico.
– Por ejemplo en la serie:

CsCl, MgCl2, AlCl3, SiCl4
Los enlaces se vuelven progresivamente más covalentes,
hasta el grado de que los formados por iones hipotéticos
tales como Si4+, Cr6+ y Mn7+ son mas bien considerados
comoesencialmente covalentes.

Comportamiento de
cationes monoatómicos en
solución acuosa
• La reacción principal de los cationes con el agua como
disolvente es la reacción de hidratación.
• Sin embargo, puede ocurrir otra reacción llamada
hidrólisis, en la cual se eliminan protones de los cationes
hidratados.

M(OH2)xn+ + H2O

M(OH2)x-1(OH)(n-1)+ + H3O+

Reacción de hidrólisis del ionhidratado
del aluminio:
2+

3+
H2 O

H2 O

H2 O

H2 O

H2 O
H2 O

H2 O

Al

Al
H2 O

H2 O

+ H2 O

H2 O

OH
H2 O

+

+ H3 O

– La constante de hidrólisis para esta reación es particular
es de 1.4 x 10-5, lo que indica que el ion hidratado del
aluminio es un ácido aproximadamente tan fuerte como
el ácido acético.

Reacción de hidrólisis del ion
hidratado...