Concetti Chiave
- Alcuni elementi formano ioni con cariche multiple cedendo o acquisendo più elettroni, come Ca2+ e Mg2+.
- Ferro e rame creano ioni stabili con diverse cariche: ferroso Fe2+, ferrico Fe3+, rameoso Cu+ e rameico Cu2+.
- Ioni complessi, come NH4+, SO42− e PO43−, sono gruppi di atomi con carica elettrica uniti da legami covalenti.
- I legami ionici tra ioni di carica opposta formano sali stabili come NaCl e K3PO4.
- In acqua, l'attrazione ionica diminuisce poiché le molecole d'acqua circondano e separano gli ioni.
Formazione di ioni multipli
Alcuni elementi possono formare ioni dotati di cariche multiple in seguito alla cessione o all’acquisizione di più di un elettrone. Ne sono esempi lo ione calcio Ca2+ (un atomo di calcio che ha ceduto due elettroni) e lo ione magnesio (Mg2+). Due elementi di importanza biologica, il ferro e il rame, possono produrre più tipi di ioni stabili: il ferro produce lo ione ferroso Fe2+ e lo ione ferrico Fe3+, mentre il rame produce lo ione rameoso Cu+ e lo ione rameico Cu2+. Se un gruppo di atomi uniti da legami covalenti è dotato di carica elettrica, si parla di ione complesso; ne sono esempi lo ione ammonio (NH4+), lo ione solfato (SO42−) e lo ione fosfato (PO43−).
Legami ionici e sali
I legami ionici sono costituiti dall’attrazione elettrica tra ioni di carica opposta. Gli ioni possono formare legami che producono sostanze solide stabili (denominate con il termine generico di sali) come il cloruro di sodio (NaCl) e il fosfato di potassio (K3PO4).
Nel cloruro di sodio, il comune sale da cucina, i cationi e gli anioni sono tenuti insieme da legami ionici. Nei sali allo stato solido i legami ionici sono forti perché gli ioni si trovano molto vicini l’uno all’altro, ma quando i sali si disperdono in acqua la distanza tra gli ioni aumenta e quindi si riduce di molto la forza di attrazione.
Attrazione ionica nelle cellule
Nelle condizioni tipiche delle cellule viventi, cioè in un citoplasma fatto soprattutto di acqua, oltre che di molecole e ioni, in genere l’attrazione ionica è molto bassa, meno di un decimo di quella di un legame covalente apolare.
Gli ioni possono reagire anche con le molecole polari, dal momento che gli uni e le altre portano cariche elettriche. Si ha una reazione di questo tipo quando un sale come NaCl si disperde in acqua. Le molecole d’acqua circondano i singoli ioni, tenendoli lontani gli uni dagli altri.
Domande da interrogazione
- Quali elementi possono formare ioni con cariche multiple?
- Cosa sono gli ioni complessi e puoi fornire degli esempi?
- Come si comportano i legami ionici nei sali quando sono in acqua?
Elementi come il calcio e il magnesio possono formare ioni con cariche multiple, come Ca2+ e Mg2+. Anche il ferro e il rame possono produrre più tipi di ioni stabili, come Fe2+, Fe3+, Cu+ e Cu2+.
Gli ioni complessi sono gruppi di atomi uniti da legami covalenti con una carica elettrica. Esempi includono lo ione ammonio (NH4+), lo ione solfato (SO42−) e lo ione fosfato (PO43−).
Nei sali allo stato solido, i legami ionici sono forti, ma quando i sali si disperdono in acqua, la distanza tra gli ioni aumenta, riducendo la forza di attrazione. Le molecole d'acqua circondano i singoli ioni, mantenendoli separati.
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