Tabla periódica con cargas

¿Qué es la carga de un ion?

Un átomo es neutro porque tiene el mismo número de protones y de electrones. Cuando pierde electrones se convierte en un ion positivo (un catión), y cuando gana electrones se convierte en un ion negativo (un anión). La carga es el número de electrones perdidos o ganados: un átomo de sodio que pierde un electrón se convierte en Na⁺, con carga +1, y un átomo de cloro que gana uno se convierte en Cl⁻, con carga −1.

Los átomos suelen perder o ganar justo los electrones necesarios para alcanzar la misma disposición electrónica del gas noble más cercano. Esa capa externa llena es especialmente estable, y por eso las cargas siguen tan de cerca el número del grupo.

Cómo hallar la carga a partir del grupo

En los elementos de los grupos principales, el grupo indica la carga. Los metales del grupo 1 forman iones +1, los del grupo 2 forman iones +2 y el aluminio, del grupo 13, forma +3. En el lado derecho de la tabla el patrón se invierte para los no metales y los metaloides: los del grupo 15 adquieren −3, los del grupo 16 adquieren −2 y los halógenos del grupo 17 adquieren −1, porque ganar tres, dos o un electrón completa su capa externa. Los metales situados más abajo en estos grupos, como el bismuto (+3, +5), forman en cambio iones positivos. El grupo 18 se muestra como 0, ya que los gases nobles ya tienen la capa llena.

El carbono, el silicio y el germanio, del grupo 14, se muestran como ±4, y el boro como +3, las cargas que se deducen de su grupo. En la práctica, estos elementos, como muchos no metales, suelen compartir electrones en enlaces covalentes en lugar de formar iones sencillos. El hidrógeno se muestra con dos cargas: +1, como en los ácidos, y −1 en los hidruros metálicos, como el hidruro de sodio (NaH).

Metales de transición y otras excepciones

Los metales de transición no siguen una regla sencilla por grupo. Pierden primero sus electrones s externos y luego pueden perder también algunos electrones d, por lo que muchos forman más de un ion. El hierro se muestra como +2, +3 y el cobre como +1, +2, mientras que el estaño y el plomo, dos metales postransicionales, se muestran como +2, +4. El zinc (+2) y la plata (+1) son excepciones útiles con una sola carga habitual. Cuando un metal tiene más de una carga, esta se indica en el nombre con un número romano: el cloruro de hierro(II) es FeCl₂ y el cloruro de hierro(III) es FeCl₃.

De los elementos superpesados, del meitnerio (109) al oganesón (118), solo se han obtenido unos pocos átomos, así que se desconocen sus cargas y aparecen como un guion. Las cargas no son lo mismo que los estados de oxidación, que también abarcan los compuestos covalentes; la vista de estados de oxidación los recoge.

Ejemplo resuelto: óxido de aluminio

El aluminio está en el grupo 13 y se muestra como +3. El oxígeno está en el grupo 16 y se muestra como −2. En un compuesto iónico las cargas positivas y negativas deben anularse, y el menor número de iones que lo consigue es dos iones de aluminio y tres iones óxido: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0. Por tanto, la fórmula del óxido de aluminio es Al₂O₃. El mismo método sirve para cualquier pareja de iones, como el magnesio (+2) y el cloro (−1), que dan MgCl₂.