Hoy les traigo una publicación que comienza un tanto diferente a mis acostumbradas publicaciones, y es que esta inicia con un meme que además de hacerme reír (disculpen mi humor de químico) también me dio la idea para este post.
Imagen elaborada en powerpoint, las imagenes de hulk y Shrek son de dominio público.
Admito que la cara de Shrek en el meme original era aún más graciosa pero creo que no podía copiarlo tal cual ya que no sabría a quién darle el crédito. Pero más allá del chiste no sé si alguien se ha preguntado ¿por qué el cloruro de sodio es inofensivo si sus átomos componentes son tan reactivos y peligrosos?
El cloruro de sodio, o sal de mesa, es quizás uno de los productos químicos más comunes, esos cristales son el sazonador diario de nuestras comidas, y a menos que se ingiera demasiada, no representa mayor peligro su consumo, pero si separamos este compuesto en sus elementos constituyentes podríamos liberar terribles armas químicas.
Entonces, veamos a que se debe esto
Debemos empezar por considerar que los átomos neutros y sus iones tienen un comportamiento químico muy diferente, por un lado, los átomos de sodio forman el sodio metálico, un metal alcalino y blando de color plateado, arde vigorosamente en el aire debido a que se oxida con facilidad en presencia de oxígeno, y también reacciona explosivamente con el agua.
Sodio metálico. Fuente: Wikipedia.com.
Por el otro lado, el cloro es un elemento perteneciente a los halógenos, y en condiciones normales sus átomos forman gas cloro (Cl2), un gas tóxico de color amarillo-verdoso, es extremadamente corrosivo para la mayoría de los metales y altamente venenoso, quizás hayan leído que fue utilizado como arma química en la Primera Guerra Mundial.
Cloro gaseoso presurizado con un poco de cloro líquido. Fuente: Wikipedia.com.
Ahora bien, la combinación de estos dos elementos altamente reactivos forma el compuesto cristalino denominado cloruro de sodio, la sal común. El hecho es que la sal de mesa está compuesta por cationes sodio (Na+) y aniones cloro (Cl-), y el compuesto formado por estos iones tiene propiedades químicas muy diferentes a los elementos de los cuales proceden los iones.
En este caso son las cargas las que diferencias a los elementos de sus compuestos, el sodio es un elemento altamente reactivo, en contacto con el agua cede fácilmente su electrón de valencia, igualmente el cloro es otro elemento muy reactivo, al estar hasta arriba en el grupo de los halógenos significa que tiene una elevada electronegatividad, lo que quiere decir que tiende a quitarle electrones a otro átomo, por ello el sodio y el cloro se unen químicamente con gran facilidad, para uno es fácil ceder electrones y para el otro aceptarlos.
Veamos lo anterior así, los elementos rara vez se encuentran en su forma elemental en la naturaleza, esto es porque no son formas estables, el sodio por ejemplo tiene número atómico 11, lo cual quiere decir que tiene 11 protones en su núcleo y 11 electrones entorno a él, así que adquiere la configuración electrónica [Ne] 3s1, y por ese le es más fácil ceder ese único electrón en su capa de valencia para quedarse con una estructura más estable como ion Na+, quedando con una configuración electrónica externa completa similar a la del neón, y al igual que los gases nobles, cuya configuración electrónica está completa, tiende a no reaccionar estando de esa forma.
Diagramas de la capa de electrones del sodio y el cloro. Fuente: imagenes elaboradas en powerpoint.
Por su parte, el cloro tiene número atómico 17, lo que significa que tiene 17 protones en su núcleo y 17 electrones orbitándolo, lo que hace que su configuración electrónica sea [Ne] 3s23p5, así que buscara despiadadamente un electrón más para adquirir una capa exterior completa (8 electrones), así que al convertirse en un anión (Cl-) adquiere una capa exterior completa isoelectrónica con el argón, siendo más estable esta forma. Así que este elemento es altamente reactivo frente a elementos que pueden ceder fácilmente un electrón, como el sodio.
De modo que, estos dos átomos cuando están próximos entre sí tienen un alto potencial de enlazarse, en este caso, si un metal y un no metal se enlazan mediante la transferencia de un electrón, lo que se define como enlace iónico, ambos átomos alcanzan configuraciones electrónicas más estables, y como resultado, un producto menos reactivo. Este tipo de compuestos conformado por aniones y cationes suelen ser de naturaleza cristalina, como la sal.
Reacción entre los átomos de Na y Cl para formar NaCl. Imagen elaborada en powerpoint, la estructura del cristal de NaCl es de Wikipedia.com.
¿Y por qué este sólido es seguro para comer?
Cuando este compuesto conformado por iones cuando entra en contacto con el agua se disocia, la forma química de decir que sus iones se separan unos de otros, formando cationes y aniones libres en la solución, y debido a que estos cationes y aniones tienen una configuración electrónica estable son menos reactivos que los átomos neutros de los que proceden. La reacción de disociación se escribe como:
Y lo mismo sucede cuando los cristales de sal se agregan a los alimentos o los ponemos en nuestra boca, inmediatamente se disocian en sus iones, que son formas estables y menos reactivas que los peligrosos átomos neutros de sodio y cloro.
Bueno amigos espero les haya gustado la información y les haya ayudado a comprender porque el NaCl es un compuesto inofensivo. ¡Hasta la próxima!
Referencias
Atkins, P., Jones, L. (2006). Principios de química. 3a edición, Médica Panamerica, Buenos Aires.
Wikipedia.com. Sodio
Wikipedia.com. Cloro
Y amigo lector, si desean consultar más artículos de interés científico y de excelente calidad, visiten la etiqueta #STEM-espanol, este es un proyecto adscrito a la comunidad académica y científica #STEMSocial en Hive, una comunidad que promueve contenido científico en las áreas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas.