Los cationes son iones con carga positiva que se forman cuando un átomo pierde uno o más electrones durante una reacción química. Para comprender lo que esto significa, es útil repasar información básica sobre química. Comprender qué es un átomo, algo sobre la estructura y las propiedades atómicas, y luego lo que sucede durante una reacción química, proporciona un trasfondo importante.
Todo en la Tierra está compuesto de materia, que a su vez está hecha de átomos. Los átomos son extremadamente pequeños y solo pueden observarse con equipos científicos especializados. Todos los átomos están compuestos por tres partículas principales: protones, neutrones y electrones. El número de estas partículas en cada átomo es lo que hace que los elementos sean diferentes entre sí. También determina sus propiedades químicas o cómo actúan los átomos en diferentes condiciones.
Los protones tienen carga eléctrica positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen carga negativa. El núcleo del átomo está formado por protones y neutrones unidos, lo que constituye casi todo el peso del átomo. Los electrones giran alrededor del núcleo en orbitales o niveles de energía. Estas partículas son importantes porque la forma en que están dispuestas alrededor del núcleo determina las propiedades de un átomo, ya sea que sea propenso a ganar o perder electrones.
Los átomos quieren tener sus niveles de energía llenos a su capacidad con electrones, y cederán o tomarán electrones de otros átomos para hacerlo. Esto es lo que sucede durante una reacción química. Cuando un átomo pierde o gana electrones durante una reacción, se convierte en ión.
Un catión se forma cuando un átomo pierde electrones durante una reacción química. Tiene una carga eléctrica positiva, porque tiene más protones que electrones, y será atraído por los aniones, que tienen cargas negativas.
Las cargas positivas y negativas se atraen entre sí, por lo que diferentes iones pueden mantenerse unidos por enlaces iónicos y formar moléculas. La sal de mesa es un ejemplo de un compuesto que se mantiene unido por un enlace iónico entre cationes y aniones. La sal se forma cuando los iones de sodio positivos se juntan con los iones de cloro negativos. Este compuesto es muy estable cuando está sobre la mesa, pero el enlace iónico se rompe fácilmente cuando se agrega agua. La sal se disuelve en el agua porque el agua rompe el enlace iónico entre el sodio y el cloro.
Los iones se indican con un superíndice que indica si la carga eléctrica neta es positiva (un signo más) o negativa (un signo menos) y el número de electrones ganados o perdidos. Hay muchos cationes comunes, que pueden estar compuestos por uno o varios elementos unidos por enlaces químicos. Los metales comunes aluminio y cobre son ejemplos sencillos.