El número de carga (denotado z ) es una cantidad cuantificada y adimensional derivada de la carga eléctrica , siendo el cuanto de carga eléctrica la carga elemental ( e , constante). El número de carga es igual a la carga eléctrica ( q , en culombios ) dividida por la carga elemental: z = q / e . Los números atómicos ( Z ) son un caso especial de números de carga, que se refieren al número de carga de un núcleo atómico , en oposición a la carga neta de un átomo o ion . Los números de carga para iones (y también partículas subatómicas ) se escriben en superíndice, p. ej., Na + es un ion sodio con número de carga positivo uno (una carga eléctrica de una carga elemental). Todas las partículas de materia ordinaria tienen números de carga de valor entero , con la excepción de los quarks , que no pueden existir aislados en circunstancias ordinarias (la fuerza fuerte los mantiene ligados en hadrones de números de carga enteros).
El número de carga o valencia [1] de un ion es el coeficiente que, al multiplicarse por la carga elemental , da la carga del ion . [2]
Por ejemplo, la carga de un ion cloruro , , es , donde e es la carga elemental. Esto significa que el número de carga del ion es .
se utiliza como símbolo del número de carga. En ese caso, la carga de un ion podría escribirse como .
El número de carga en química normalmente se relaciona con una carga eléctrica. Esta es una propiedad de átomos subatómicos específicos. Estos elementos definen el contacto electromagnético entre los dos elementos.
La carga química se puede encontrar utilizando la tabla periódica. La ubicación de un elemento en la tabla periódica indica si su carga química es negativa o positiva. Al observar la tabla, se puede ver que las cargas positivas están en el lado izquierdo de la tabla y las cargas negativas están en el lado derecho de la tabla. Las cargas positivas se denominan cationes. Las cargas negativas se denominan aniones. Los elementos del mismo grupo tienen la misma carga. Un grupo en la tabla periódica es un término utilizado para representar las columnas verticales.
Los gases nobles de la tabla periódica no tienen carga porque no son reactivos. Se consideran estables porque contienen los ocho electrones deseados. Los demás átomos o iones tienen carga porque son muy reactivos y quieren reaccionar con otro átomo o ion para volverse estables. Cuando los elementos están unidos, pueden estarlo mediante enlaces iónicos o enlaces covalentes. Cuando los elementos se unen entre átomos con carga positiva y negativa, sus cargas se intercambiarán y se transportarán hacia abajo en el otro elemento para combinarlas de manera uniforme. Esto se muestra a continuación. Utilizando la tabla proporcionada, si el amonio con una carga positiva 1 se combina con un ion acetato con una carga negativa 1, las cargas se cancelarán, como se muestra en la figura siguiente.
Otro ejemplo a continuación.
Ambos son sales .
Los números de carga también ayudan a determinar otros aspectos de la química. Un ejemplo es que alguien puede usar la carga de un ion para encontrar el número de oxidación de un ion monoatómico. Por ejemplo, el número de oxidación de es +1. Esto ayuda cuando se intenta resolver problemas de oxidación.
Un número de carga también puede resultar útil al dibujar estructuras de puntos de Lewis . Por ejemplo, si la estructura es un ion, la carga se incluirá fuera de la estructura de puntos de Lewis.
Como hay una carga negativa en el exterior de la estructura de puntos de Lewis, es necesario agregar un electrón a la estructura. Si la carga fuera positiva, se perdería y se llevaría un electrón.
Para un núcleo atómico, que puede considerarse como un ion que ha perdido todos sus electrones, el número de carga es idéntico al número atómico Z , que corresponde al número de protones en los núcleos atómicos ordinarios.
A diferencia de lo que ocurre en química, las partículas subatómicas con cargas eléctricas de dos cargas elementales (por ejemplo, algunos bariones delta ) se indican con un superíndice "++" o "−−". En química, los mismos números de carga suelen indicarse con un superíndice "+2" o "−2".
En física de partículas , el número de carga es un número cuántico de sabor (derivado) . Para partículas con carga de color , como los quarks y los hipotéticos leptoquarks , el número de carga es un múltiplo de 1/3.
