Quando gli atomi guadagnano o perdono elettroni per ottenere una configurazione di elettroni più stabile formano ioni. I legami ionici sono attrazioni elettrostatiche tra ioni con cariche opposte. I composti ionici sono rigidi e fragili quando solidi e possono dissociare nei loro ioni costituenti quando in acqua. I composti covalenti, al contrario, rimangono intatti a meno che una reazione chimica non li rompa.
Le obbligazioni ioniche sono interazioni elettrostatiche reversibili tra ioni con cariche opposte. Gli elementi che sono più reattivi (cioè, hanno una maggiore tendenza a subire reazioni chimiche) includono quelli che hanno un solo elettrone di valenza, (ad esempio, il potassio) e quelli che hanno bisogno di un elettrone di valenza in più (ad esempio, il cloro).
Gli ioni che perdono gli elettroni hanno una carica positiva e sono indicati come cationi. Gli ioni che guadagnano elettroni hanno una carica negativa e sono chiamati anioni. Cationi e anioni si combinano in rapporti che si traducono in una carica netta di 0 per il composto che formano. Ad esempio, il cloruro di potassio composto (KCl) contiene uno ione cloruro per ogni ione di potassio, perché la carica di potassio è di 1 e la carica di cloruro è -1. Il cloruro di magnesio composto (MgCl2) contiene due ioni di cloruro per ogni ione di magnesio perché la carica di magnesio è di +2 .
Le forze elettrostatiche che tengono insieme i composti ionici sono forti quando i composti sono in forma solida. Poiché i punti di fusione dei composti ionici tendono ad essere molto alti, si trovano generalmente come solidi sulla superficie terrestre. Tuttavia, i legami ionici non sono forti come i legami covalenti, perché gli ioni possono essere separati, o sciolti, in liquidi come l’acqua. Gli ioni disciolti in acqua sono definiti ” in una reazione chimica”, e molti ioni sono in grado di condurre correnti elettriche quando in questa forma.
Gli elettroliti sono ioni che possono condurre elettricità quando disciolti in acqua. Nei sistemi biologici, gli elettroliti sono essenziali per la regolazione osmotica, l’equilibrio dell’acqua attraverso le membrane cellulari. Gli elettroliti contribuiscono anche a processi biologici critici che si basano su cariche elettriche attraverso la membrana cellulare, come contrazioni muscolari e impulsi nervosi. Gli elettroliti biologici comuni includono lo ione di calcio (Ca2), lo ione di sodio(Na), lo ione di magnesio (Mg2), lo ione di potassio (K), lo ione fosfato (PO43-) e lo ione cloruro (Cl–).
Gli squilibri elettrolitici possono causare gravi sintomi fisici e persino la morte. Uno degli squilibri elettrolitici più comunemente incontrati è l’iponatremia, livelli insufficienti di sodio nel sangue. L’iponatremia può essere un sintomo di un’altra condizione medica o causata dall’ingestione di troppa acqua senza sostituire adeguatamente il sodio. I trattamenti per questa grave condizione mirano a ripristinare l’equilibrio di sodio nel corpo in modo che il cervello, cuore, e altri organi possono funzionare correttamente.
