Ehilà! Come fornitore di cloruro, spesso mi viene chiesto quale sia la struttura di uno ione cloruro. Quindi, ho pensato di spiegartelo in modo semplice e facile da capire.
Cominciamo dalle basi. Il cloro è un elemento della tavola periodica, con il simbolo Cl e il numero atomico 17. Nel suo stato naturale, un atomo di cloro ha 17 protoni nel suo nucleo e 17 elettroni che orbitano attorno ad esso. Gli elettroni sono disposti in diversi livelli energetici o gusci. Il primo livello può contenere fino a 2 elettroni, il secondo livello può contenere fino a 8 elettroni e il terzo livello inizia a riempirsi con gli elettroni rimanenti.
Per un atomo di cloro, la configurazione elettronica è 2, 8, 7. Ciò significa che ci sono 2 elettroni nel primo livello, 8 nel secondo e 7 nel terzo. Ora, gli atomi sono più stabili quando il loro guscio più esterno è pieno. Per gli elementi dei gruppi principali della tavola periodica, un guscio esterno completo solitamente significa avere 8 elettroni (regola dell'ottetto).
Un atomo di cloro vuole davvero guadagnare un elettrone in più per riempire il suo terzo livello e raggiungere quella configurazione stabile. Quando un atomo di cloro acquista un elettrone, diventa uno ione cloruro, scritto come Cl⁻. Questo elettrone in più conferisce allo ione cloruro una carica negativa.
In termini di struttura, il nucleo dello ione cloruro è uguale a quello di un atomo di cloro. Ha ancora 17 protoni, che hanno una carica positiva. Ma ora ci sono 18 elettroni. L'elettrone in più viene aggiunto al terzo livello, creando la configurazione elettronica 2, 8, 8.
Gli elettroni nello ione cloruro sono disposti in una nuvola sferica attorno al nucleo. Gli elettroni interni nel primo e nel secondo livello sono più vicini al nucleo e sono trattenuti più strettamente. Gli elettroni del terzo livello sono più esterni e vengono coinvolti più facilmente nelle reazioni chimiche.
La dimensione dello ione cloruro è maggiore di quella dell'atomo di cloro. Questo perché l'elettrone aggiuntivo aumenta la repulsione elettrone-elettrone all'interno del guscio esterno. Di conseguenza, la nuvola di elettroni si espande e lo ione occupa più spazio.
Ora parliamo di come gli ioni cloruro interagiscono con altre sostanze. Gli ioni cloruro sono molto comuni in natura e sono coinvolti in molti composti chimici. Uno dei composti più conosciuti èCloruro di sodioo sale da cucina. Nel cloruro di sodio, il sodio (Na) ha un elettrone nel suo guscio esterno. Cede facilmente questo elettrone per formare uno ione sodio (Na⁺) con una carica positiva. Lo ione cloruro e lo ione sodio sono attratti l'uno dall'altro a causa delle loro cariche opposte, formando un legame ionico. La struttura risultante del cloruro di sodio è un reticolo tridimensionale in cui ogni ione sodio è circondato da sei ioni cloruro e ogni ione cloruro è circondato da sei ioni sodio.
Un altro composto importante èPolvere di cloruro di calcio diidrato. Il calcio (Ca) ha due elettroni nel suo guscio esterno. Perde questi due elettroni per formare uno ione calcio (Ca²⁺). Per bilanciare le cariche sono necessari due ioni cloruro per ogni ione calcio. Il composto del cloruro di calcio forma anche una struttura reticolare cristallina allo stato solido.
Cloruro di potassioè anche un significativo composto di cloruro. Il potassio (K) ha un elettrone nel suo guscio esterno. Perde questo elettrone per formare uno ione potassio (K⁺) e si combina con uno ione cloruro per formare cloruro di potassio, che ha una struttura reticolare ionica simile al cloruro di sodio.
In soluzione, gli ioni cloruro sono liberi di muoversi. Ad esempio, quando il cloruro di sodio viene sciolto in acqua, i legami ionici si rompono e gli ioni sodio e cloruro vengono circondati da molecole d'acqua. L'estremità positiva della molecola d'acqua (gli atomi di idrogeno) è attratta dagli ioni cloruro, mentre l'estremità negativa (l'atomo di ossigeno) è attratta dagli ioni di sodio.
Gli ioni cloruro svolgono un ruolo importante anche nei sistemi biologici. Nel nostro corpo, gli ioni cloruro sono coinvolti nel mantenimento dell'equilibrio di liquidi ed elettroliti. Sono importanti anche per il corretto funzionamento delle cellule, soprattutto nel sistema nervoso e nella produzione di acido nello stomaco.
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Riferimenti
- Brown, TL, LeMay, HE, Bursten, BE, Murphy, CJ e Woodward, PM (2018). Chimica: la scienza centrale. Pearson.
- Chang, R. e Goldsby, KA (2016). Chimica. McGraw - Educazione in collina.