Espécie química carregada eletricamente
O íon é um espécie química carregada eletricamente, resultado de um átomo que perdeu elétrons (cátion ou íon positivo) ou ganhou elétrons (ânion ou íon negativo) durante uma reação química.
O termo íon deriva do grego e significa “o que vai, indo”. A lógica é a mesma para o termo ânion, que significa “o que vai para cima”, e o cátion, que significa “o que vai para baixo”.
O cátion e o ânion. (Foto: Educa Mais Brasil)
O átomo e o íon
O átomo é a unidade básica da matéria, utilizado para identificar um elemento químico e quando liga-se a outros pode formar uma molécula. Em relação a sua constituição, ele é formado por partículas subatômicas: prótons, elétrons e nêutrons.
O átomo em sua parte central possui um núcleo, este é composto por prótons (cargas elétricas positivas) e nêutrons (sem carga elétricas). Em volta do núcleo há uma nuvem chamada de eletrosfera, nela estão localizados os elétrons (cargas elétricas negativas).
Basicamente o átomo possui as seguintes características:
• Cada átomo está relacionada a somente um elemento químico;
• O peso atômico representa o número total de prótons e nêutrons no núcleo;
• Geralmente os átomos possuem o mesmo número de prótons e elétrons;
• Átomos que ganham ou perdem elétrons são chamados de íons;
Na maioria dos casos, o íon é formado a partir da perda ou ganho de elétrons em um átomo, há casos em que o número de prótons é modificado, mas isso é extremamente raro. Sendo assim, podemos estabelecer as seguintes relações entre o átomo e sua carga.
• Átomo neutro: número de prótons e elétrons com a mesma quantidade;
• Cátion: átomo positivo, com mais prótons do que elétrons;
• Ânion: átomo negativo, com mais elétrons do que prótons.
Para exemplificar a relação entre o átomo e o íon observe a imagem abaixo. Nela pode-se notar que o átomo de hidrogênio possui um próton e um elétron, mas com a retirada de um elétron é formado um cátion (esquerda) e com a adição de um elétron, um ânion (direita) é formado.
Formação íon de hidrogênio. (Foto: Educa Mais Brasil)
Os elementos químicos da tabela periódica, localizados nas das famílias IA (metais alcalinos), IIA (metais alcalinos terrosos) e IIIA (boro) têm mais facilidade de perder elétrons. Já os elementos das famílias VA (nitrogênio), VIA (halogênios) e VIIA (halogênios) possuem facilidade em ganhar elétrons.
Cátion
Algumas substâncias são propícias para formação de cátions. Esse é o caso dos metais alcalinos e metais alcalinos terrosos, posicionados, respectivamente, nas famílias IA e IIA da tabela periódica.
Conforme a quantidade de carga positiva, os cátions podem ser definidos como:
• Monopositivos: carga +1.
• Dipositivos: carga +2
• Tripositivos: carga +3
• Tretapositivos: carga +4
Ânion
O ânion possui o número de elétrons maior que o número de prótons, mas para que isto aconteça é preciso que o átomo ganhe elétrons na camada de valência. E isso acontece por meio da ligação iônica.
Conforme a quantidade de carga positiva, os ânions podem ser definidos como:
• Monovalentes: carga -1
• Bivalentes: carga -2
• Trivalentes: carga -3
• Tetravalentes: carga -4
Ionização
Ionização é um processo de formação do íons, que acontece quando átomos ou moléculas neutras adquirem carga elétrica. A ionização ocorrer por radiação (transferência de energia), mas falaremos apenas da ionização por solução aquosa.
Quando uma substância molecular é misturada com água há formação de íons. Por exemplo, na ionização de um ácido, a molécula de água é responsável por capturar um hidrogênio que é carregado positivamente no ácido. O resultado é formação o íon hidroxônio (H3O+) e um ânion (A-):
HA(aq) + H2O(l) --> H3O+(aq) + A-(aq)
Ligação iônica
A ligação iônica, também chamada de ligação eletrovalente, acontece entre átomos que reagem entre si afim de alcançarem a estabilidade. Segundo a Teoria do Octeto, isso ocorre quando há 8 elétrons na camada de valência.
Enquanto nas ligações covalentes há o compartilhamento de elétrons, na ligação iônica essas subpartículas são doadas ou recebidas. Assim, nas ligações iônicas, um ânion se une com um cátion formando um composto iônico através da atração eletrostática que existe entre eles.
O cloreto de Magnésio (MgCl2) é um composto iônico formado por um átomo de magnésio (metal) e dois átomos de cloro (ametal). Confira abaixo a ligação iônica realizada por ele:
Ligação iônica. (Foto: Educa Mais Brasil)