Cuadro de cargas de elementos químicos comunes

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Las cargas que aparecen en algunos elementos químicos comunes son: hidrógeno (H) 1+; carbono (C) 4+; oxígeno (O) 2-; cloro (Cl) 1-. También se puede observar este tipo de nomenclatura en el anión sulfuro (S2-), el anión cloruro (Cl), el catión potasio (K+) o el catión cobaltoso (Co2+).

Los elementos químicos y los electrones

El número atómico

Los átomos están formados por partículas denominadas protones, neutrones y electrones. Los protones tienen una carga positiva, los neutrones una carga neutra y los electrones una carga positiva.

El número atómico (Z) distingue a los distintos elementos e indica el número de protones del átomo.

En un átomo de carga neutra, el número de protones es igual al de electrones. Por lo tanto, el número atómico también indica el número de electrones y de esta manera, permite conocer la configuración electrónica de los átomos. Por ejemplo, el hidrógeno tiene un número atómico de 1, es decir, que posee 1 solo electrón.

El número másico

El número másico (A), en cambio, indica la cantidad total de protones y neutrones, que contiene un átomo en su núcleo. En el caso del hidrógeno, el número másico también es 1. Además, el número másico representa la masa en gramos, que contiene una cantidad de una sustancia de 6,022 × 1023 átomos. Esta cifra también se conoce como Número de Avogadro.

En la tabla periódica, podemos encontrar elementos químicos que poseen el mismo número atómico, pero diferente número másico. Estos se conocen como isótopos.

Qué es la carga de un elemento químico

El número de valencia

Para comprender en qué consiste la carga de un átomo, es necesario entender cómo se distribuyen los electrones en los diferentes niveles de energía y qué son los electrones de valencia.

Cuando los electrones del átomo de un elemento llenan su último nivel de energía o capa externa, se considera que dicho átomo es más estable. Los electrones de valencia son, justamente, los electrones que se encuentran en ese último nivel de energía (n) y son los que interactúan con otros átomos del mismo elemento químico u otros.

Los electrones de valencia tienen una mayor facilidad para crear enlaces entre los átomos, ya que están más alejados del núcleo. Esto ocurre a través del intercambio de electrones, ya sea donando o recibiendo electrones.

La valencia de un elemento se define como el número de electrones que necesita o que le sobra para poder completar el último nivel. Por ejemplo, como los gases nobles tienen la capa externa llena, su valencia es cero. Otros elementos, como el sodio (Na), tienen un número de valencia de 1, porque posee un solo electrón de valencia. Esto significa que si pierde un electrón puede completar el último nivel de energía.

El número de oxidación

El número de oxidación indica la tendencia de un elemento a ceder o recibir electrones y así ser más estable. Esto depende, principalmente, del número de electrones de la capa externa de un átomo, es decir, la capa donde se encuentran los electrones de valencia.

Como existen elementos con más de una valencia, para identificar la cantidad de electrones que debe ganar o perder el átomo se utilizan los números de oxidación. El número de oxidación representa la cantidad de electrones que comparte el átomo de un elemento cuando se une a otro. Es el número de valencia, pero con un signo positivo o negativo.

El número de oxidación se puede definir como la carga eléctrica imaginaria que se le asigna a un átomo. Este número indica su carga posible y permite contar los electrones. En el caso de los iones elementales, el número de oxidación coincide con su carga eléctrica real.

El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, y negativo si recibe electrones. El número de oxidación se suele expresar tanto en números romanos (+I, +II, +III, +IV, –I, –II, …., etc.), como en números arábigos (+1, +2, +3, +4, –1, –2, …., etc).

Algunos elementos que comparten características similares tienen números de oxidación iguales. Por ejemplo, el oxígeno (O) tiene un número de oxidación de -2 en todos sus compuestos, a excepción de los peróxidos, cuyo número de oxidación es -1; y los metales alcalinos, como el sodio (Na) o el potasio (K) presentan un número de oxidación de +1.

El número de carga

En la tabla periódica se ubican en períodos o filas donde están todos los elementos que poseen una cantidad igual de niveles energéticos. En las columnas o grupos, están los átomos que tienen la misma configuración electrónica en el último nivel.

La tendencia que tienen los elementos a ceder o adquirir electrones se conoce como electronegatividad. Los elementos electropositivos tienden a donar electrones y forman iones positivos, llamados cationes. Los elementos electronegativos que tienden a captar electrones forman iones negativos o aniones.

Cuando la cantidad de electrones de un átomo en su estado básico es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, a su número atómico, el átomo tiene una carga eléctrica igual a 0. Cuando el átomo pierde o gana electrones se transforma en un ión, con una carga distinta de cero.

En los iones que poseen un solo átomo, la carga eléctrica es igual al número de oxidación. Pero para diferenciar el número de oxidación se escribe el signo correspondiente a la izquierda del número: -1, -2, +3, +5, etc. En cambio, para indicar el número de carga, se escribe el signo a la derecha. Por ejemplo, el ión de calcio se expresa: Ca2+.

Tabla de cargas de elementos químicos comunes

Algunas de las cargas de los elementos químicos más comunes son:

ElementoSímboloCarga
HidrógenoH1+
HelioHe0
CarbonoC4+
OxígenoO2-
NitrógenoN3-
CalcioCa2+
SodioNa1+
AzufreS2-, 2+, 4+, 6+
HierroFe2+, 3+
ZincZn2+

Cargas de otros elementos químicos

ElementoSímboloCarga
CloroCl1-
PotasioK1+
ArsénicoAs3-, 3+, 5+
MagnesioMg2+
FósforoP5+, 3+, 3-
FlúorF1-
YodoI1-
BromoBr1-, 1+, 5+

Bibliografía

  • Tovar Júlvez, T. R. La Tabla Periódica: Cómo aprenderse los elementos químicos, sus símbolos y sus valencias, de una forma sencilla y amena. (2020). España. Tomás R. Tovar Júlvez.
  • Maurer, T. Los átomos y las moléculas. (2014). España. Rourke Educational Media.
  • Blanco Ramos, F. Introducción a la física de átomos y moléculas. (2019). España. Francisco Blanco Ramos.
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Cecilia Martinez (B.S.)
Cecilia Martinez (Licenciada en Humanidades) - AUTORA. Redactora. Divulgadora cultural y científica.

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