Ioni sodio
Che cosa sono gli ioni sodio?
Per ione si intende un atomo o un raggruppamento di atomi che ha assunto una o più cariche elettriche mediante perdita (ioni positivi o cationi) o acquisto (ioni negativi o anioni) di uno o più elettroni.
Pertanto, si distinguono due tipi di ioni che, a seconda della loro carica elettrica, assumono denominazioni diverse:
- cationi, sono gli ioni carichi positivamente (es. K+,Ca2+);
- anioni, sono gli ioni carichi negativamente (es. Cl−, S2-).
Come rappresentato negli esempi precedenti, gli ioni vengono indicati con il simbolo chimico dell'elemento a cui, come esponente, si appone un segno + per ogni carica positiva che il catione possiede o un segno - per ogni carica negativa che l'anione possiede.
Ad esempio:
- K+ indica che l'atomo di potassio ha una carica positiva. È un catione.
Gli ioni sodio
Il sodio (Na) ha numero atomico Z = 11: ciò significa che ha 11 protoni e quindi 11 elettroni (non consideriamo i neutroni che, essendo neutri, non concorrono a determinare la carica elettrica dell'atomo).
Seguendo la regola della diagonale, è possibile scrivere la sua configurazione elettronica, che è la seguente:
1s2 2s2 2p6 3s1
Il livello di energia esterno, parzialmente o completamente occupato dagli elettroni è il terzo, infatti il sodio appartiene al 3° periodo; nell'ultimo livello di energia è presente un solo elettrone, infatti il sodio appartiene al gruppo I (gruppo dei metalli alcalini).
Perdendo l'elettrone esterno, il sodio metallico si trasforma in uno ione (ione sodio), avente la configurazione elettronica del neon e raggiungendo quindi la stabilità (ottetto completo):
1s2 2s2 2p6
Perdendo un elettrone, il sodio metallico diventa uno ione con carica positiva (catione): in questo modo avrà infatti 11 protoni (ognuno di essi con carica positiva) e 10 elettroni (ognuno di essi con carica negativa).
Formula chimica dello ione sodio
Come si è detto in precedenza, gli ioni vengono indicati con il simbolo chimico dell'elemento a cui, come esponente, si appone un segno + per ogni carica positiva che il catione possiede. Pertanto lo ione sodio viene rappresentato in questo modo:
Lo ione sodio è uno ione monoatomico.
Data la presenza della carica elettrica positiva, gli ioni sodio, se posti in un campo elettrico, vengono attratti dal polo negativo e respinti dal polo negativo.
Lo ione sodio è il catione risultante dalla perdita di un elettrone da parte di un atomo di sodio, che gli consente di raggiungere la configurazione elettronica del neon, e quindi uno stato elettronico più stabile.
Funzione degli ioni sodio
La funzione degli ioni sodio è fondamentale in molte sostanze in cui la forza di coesione è dovuta all'attrazione elettrostatica tra ioni di carica opposta. Per esempio, nel reticolo cristallino del cloruro di sodio NaCl è presente un'attrazione elettrostatica tra il catione Na+ e l'anione Cl−.
Nella formazione del legame chimico tra l'atomo Na e l'atomo Cl si generano ioni Na+ e Cl− in quanto l'atomo di sodio Na cede completamente all'altro il suo elettrone più esterno.
Reticolo cristallino del cloruro di sodio
Nel reticolo cristallino della sostanza NaCl non si troveranno allora singole unità di NaCl, ma una successione di ioni Na+ e di Cl− separati.
Solvatazione ione sodio
Nella solvatazione dello ione sodio (Na+) la parte negativa della molecola dell'acqua (rappresentata dall'atomo di ossigeno) è rivolta verso lo ione Na+ carico positivamente. Più molecole di acqua circondano lo ione sodio e lo solvatano.
Solvatazione dello ione sodio.
Il numero di molecole di solvente che circondano - nel processo di solvatazione - una particella di soluto, viene detto numero di solvatazione (se il solvente è acqua, si parla più propriamente di numero di idratazione): per lo ione sodio Na+ il numero di idratazione è compreso tra 4 e 6.
Riassumendo
Lo ione sodio:
- è il catione risultante dalla perdita di un elettrone da parte di un atomo di sodio;
- viene rappresentato con il simbolo chimico del sodio (Na) a cui, come esponente, si appone il segno +;
- è un catione, e quindi uno ione con carica positiva;
- ha configurazione elettronica 1s2 2s2 2p6;
- posto in un campo elettrico, viene attratto dal polo negativo e respinto dal polo negativo.
Inoltre:
- nel reticolo cristallino del cloruro di sodio NaCl, è presente un'attrazione elettrostatica tra il catione Na+ e l'anione Cl−;
- nella solvatazione dello ione sodio (Na+) la parte negativa della molecola dell'acqua (rappresentata dall'atomo di ossigeno) è rivolta verso lo ione Na+ carico positivamente;
- il numero di idratazione dello ione sodio è compreso tra 4 e 6.
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