OS IÕES

PRÉ-QUÍMICO _____________________________________________________________________

OS IÕES

A ideia do átomo é remonta aos filosófos gregos, Demócrito e Leucipo que recorriam às especulações filosóficas para explicar a sua natureza. No entanto, a realização de experiências de carácter científico permitiram que mais tarde fossem criados modelos que tentassem explicar a constituição do átomo.

Actualmente, todos são unânimes na opinião de que o átomo é constituído por duas regiões distintas, o núcleo e a electrosfera:

No núcelo encontram-se duas partículas subatómicas, os protões e os neutrões. Na electrosfera estão os electrões.

Os protões (p⁺) são partículas com carga eléctrica positiva e os neutrões são partículas sem carga eléctrica, ou seja, com carga nula. Por outro lado, os electrões (e^-) que encontram-se na electrosfera têm carga negativa.

Átomo neutro vs Ião

Os neutrões (n) que encontram-se no núcleo têm carga nula, ou seja, não têm carga eléctrica, no entanto, os protões que também encontram-se no núcleo têm carga positiva, o que significa que em termos de carga os neutrões não têm influência, logicamente que a carga que irá expressar-se no núcleo é a carga positiva e é por isso que o núcleo é a região positiva do átomo e a electrosfera é a negativa justamente por ter electrões que são partículas com carga negativa.

Deste modo, quando o número de protões (p⁺) é igual ao número de electrões (e^-) diz-se que o átomo é neutro, (p⁺ = e^-).

Por exemplo, o átomo de sódio (Na) quando neutro tem 11 protões, 11 electrões e 12 neutrões, portanto, o número de protões é igual ao número de electrões, por isso diz-se que o átomo é neutro.

Entretanto, este equilíbrio (igualdade) de cargas pode ser perturbado, isto por uma simples razão: sabe-se que os átomos têm grande tendência de perder ou ganhar electrões para atingir a estabilidade electrónica (ter 8 electrões na camada de valência ou 2 electrões de acordo com a Teoria do Octeto).

Quando isso acontece, ou seja, quando um átomo perde ou ganha electrões dá origem ao que denomina-se de iões.

Iões – são átomos ou moléculas que adquirem carga eléctrica pela perda ou ganho de electrões.

De um modo geral, quando um átomo neutro perde electrões, origina um ião de carga positiva que denomina-se catião. Já quando um átomo neutro ganha ou recebe electrões origina um ião de carga negativa denominado anião.

Para uma melhor compreensão, é considerado o átomo de Sódio (Na) e como já referenciado quando neutro tem 11 protões, 11 electrões e 12 neutrões. A configuração electrónica deste átomo é:

1s² 2s² 2p⁶ 3s¹   ou K - 2e^-; L - 8e^- ; M -1e^- .  Camada de valência: 3s¹ ou M -1e^- .

Percebe-se facilmente que este átomo tem na camada de valência 1 electrão, porém, sabe-se que para um átomo atingir a estabilidade electrónica de acordo com a Teoaria do Octecto deve ter na última camada 8 electrões ou 2 electrões. Sabe-se também que na classificação periódica o sódio (Na) é classificado como sendo um metal (metal alcalino, Grupo I A).

Como é um metal significa que tem tendência de perder ou ceder electrões, portanto, tem tendência de formar um ião com carga positiva, o catião.

No entanto, para que o átomo de sódio fique com 8 electrões na última camada (camada de valência) ele só pode perder apenas um (1) electrão, assim, o sódio vai perder o único electrão da camada M (ou subnível 3s¹) e neste caso, quando isso acontecer o sódio ficará com uma “nova camada de valência” com 8 electrões e vai originar um ião de carga positiva, o caitão sódio (Na⁺):

Nota-se que o sódio tinha apenas 1 electrão na última camada e assim que perdeu este único electrão, praticamente toda a camada que continha este electrão desapareceu e agora tem uma “nova camada de valência” com 8 electrões o que quer dizer que o sódio atingiu a estabilidade electrónica, porém, quando neutro o sódio tinha 11 protões, 11 electrões, ou seja, o número de protões era igual ao número de electrões e neste caso 1 electrão foi perdido o que significa que o número de protões (partículas com carga positiva) é agora superior (maior) em uma (1) unidade que o número de electrões (partículas com carga negativa) e é por isso que o átomo adquire carga positiva quando perde electrões, pois o número de protões passa a ser maior que o número de electrões.

Como o número de protões (p⁺) é agora superior em uma unidade que o número de electrões isso quer dizer que a carga do ião vai ser 1+ ou simplesmente + , assim tem-se:

Na⁺ : 1s² 2s² 2p⁶ ou K - 2e^-; L - 8e^- .  Camada de valência: 2s² 2p⁶ ou L - 8e^- .

E agora analisando na perspectiva de ganho de electrões por parte dos átomos, será considerado como exemplo o átomo de cloro (Cl) que quando neutro tem 17 protões e 17 electrões. A configuração electrónica deste átomo é:

₁₇Cl : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵   ou K - 2e^-; L - 8e^- ; M -7e^- .  Camada de valência: 3s² 3p⁵ ou M -7e^- .

Este átomo tem na camada de valência 7 electrões, no entanto, sabe-se que para um átomo atingir a estabilidade química ou electrónica precisa ter 8 electrões na camada de valência ou 2 electões de acordo com a Teoria do Octeto. Sabe-se ainda, que o Cloro no sistema de classificação periódica é classificado como sendo um ametal (halogéneo, grupo VII A). Sendo ametal ele tem tendência de ganhar ou receber electrões. E como é possível ver o cloro tem 7 electrões na camada de valência e para 8 electrões só lhe falta apenas 1 electrão, por isso o cloro ganha um electrão e origina um ião de carga negativa, o ião cloreto (Cl^-):

Tendo agora 8 electrões na camada de valência significa que atingiu a estabilidade química, porém, no início, quando neutro o número de electrões (partículas com carga negativa) era igual ao número de protões (partículas com carga positiva) e com o ganho de mais 1 electrão o número de electrões do cloro aumentou em uma (1) unidade, assim sendo, o número de electrões ficou maior que o número de protões e é por isso que o átomo adquire carga negativa quando recebe electrões pois o número de electrões é maior que o número de protões.

Como o número de electrões é superior em uma unidade que o número de protões significa que a carga deste ião é 1-:

Cl^- : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶   ou K - 2e^-; L - 8e^- ; M -8e^- .  Camada de valência: 3s² 3p⁶ ou M -8e^- .

Contudo, para que um átomo neutro se transforme num catião é preciso ele ganhar energia e quando um átomo neutro transforma-se num anião ele liberta energia.

Representação dos iões

Como se sabe a espécie química (átomo ou molécula) com carga eléctrica positiva denomina-se catião e a que tem carga negativa denomina-se anião.

Portanto, para se representar os iões é preciso seguir os passos:

1^o . Escrever o símbolo químico do elemento;

2^o . Por cima da linha de texto, escrever o número de cargas;

3^o . No caso do catião escrever o número de cargas positivas e no caso de anião o número de cargas negativas.

De um modo geral, pode-se representar para os catiões: X^carga+.

Por exemplo: Na¹⁺ ou Na⁺, Pb⁴⁺, Cr³⁺, etc.

Como se vê o número da carga corresponde ao número de electrões que o átomo perdeu no caso dos metais.

Para o anião a reprresentação é a mesma, porém, muda o sinal da carga, pois neste caso a carga será negativa: X^carga-.

Por exemplo: F^1- ou F^-, S^2-, Cl^-, etc.

Obs: O número 1 geralmente não se escreve mas escreve-se o sinal positivo ou negativo pois já fica subentendido que tem-se carga 1+ ou 1-. Por exemplo, escreve-se geralmente Na⁺ e não Na¹⁺ ou Cl^- e não Cl^1-. Contuda, as duas formas estão correctas.

Classificação dos iões

Como se sabe, os catiões são formados quando átomos neutros perdem ou cedem electrões. E os aniões são formados quando átomos neutros ganham ou recebem electrões.

Classificação dos catiões

Os caitões quanto ao número de cargas são classificados em:

• Monopositivos – aqueles que têm carga +1.

Por exemplo: Na⁺, Li⁺, Ag⁺, etc.

• Dipositivos – aqueles que têm carga +2.

Por exemplo: Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, etc.

• Tripositivos – aqueles que têm carga +3.

Por exemplo: Cr³⁺, Al³⁺, etc.

• Tetrapositivos – aqueles que têm carga +4.

Por exemplo: Pb⁴⁺, etc.

Classificação dos aniões

Os aniões quanto ao número de cargas podem ser:

• Monovalentes – aqueles que têm carga -1.

Por exemplo: Cl^-, F^-, etc.

• Bivalentes – aqueles que têm carga -2.

Por exemplo: S^2-, etc.

• Trivalentes – aqueles que têm carga -3.

Por exemplo: N^3-, etc.

• Tetravalentes – aqueles que têm carga -4.

Por exemplo: C^4-, etc.

Por outro lado os iões que conêm um único tipo de átomo são chamados de iões monoatómicos. E os iões formados por dois ou mais átomos (geralmente diferentes) que se combinam para formar iões (catiões ou aniões) são chamados de poliatómicos.

Por exemplo: OH^-, NH₄⁺, H₃O⁺_, CN^-, etc.

Contudo, tanto os catiões ou aniões também são designados com os termos monovalentes, bivalentes, trivalentes, etc.

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