Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.11: Ligações Iônicas
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Ionic Bonds
 
TRANSCRIPT

2.11: Ionic Bonds

2.11: Ligações Iônicas

Overview

When atoms gain or lose electrons to achieve a more stable electron configuration they form ions. Ionic bonds are electrostatic attractions between ions with opposite charges. Ionic compounds are rigid and brittle when solid and may dissociate into their constituent ions in water. Covalent compounds, by contrast, remain intact unless a chemical reaction breaks them.

Opposing Charges Hold Ions Together in Ionic Compounds

Ionic bonds are reversible electrostatic interactions between ions with opposing charges. Elements that are the most reactive (i.e., have a higher tendency to undergo chemical reactions) include those that only have one valence electron, (e.g., potassium) and those that need one more valence electron (e.g., chlorine).

Ions that lose electrons have a positive charge and are referred to as cations. Ions that gain electrons have a negative charge and are called anions. Cations and anions combine in ratios that result in a net charge of 0 for the compound they form. For example, the compound potassium chloride (KCl) contains one chloride ion for each potassium ion, because the charge of potassium is +1 and the charge of chloride is -1. The compound magnesium chloride (MgCl2) contains two chloride ions for each magnesium ion because magnesium’s charge is +2.

Ions Can Dissociate From One Another in Water

The electrostatic forces holding ionic compounds together are strong when the compounds are in solid form. Since the melting points of ionic compounds tend to be very high, they are generally found as solids on the Earth’s surface. However, ionic bonds are not as strong as covalent bonds, because the ions can be pulled apart, or dissolved, in a chemical reaction liquids like water. Ions dissolved in water are said to be in a chemical reaction, and many ions are capable of conducting electric currents when in this form.

Electrolytes Are Important for Biological Systems

Electrolytes are ions that can conduct electricity when dissolved in water. In biological systems, electrolytes are essential for osmotic regulation—the balance of water across cellular membranes. Electrolytes also contribute to critical biological processes that rely upon electrical charges across the cell membrane, such as muscle contractions and nerve impulses. Common biological electrolytes include the calcium ion (Ca2+), the sodium ion (Na+), the magnesium ion (Mg2+), the potassium ion (K+), the phosphate ion (PO43-) and the chloride ion (Cl-).

Electrolyte imbalances can cause severe physical symptoms and even death. One of the most commonly-encountered electrolyte imbalances is hyponatremia, insufficient sodium levels in the blood. Hyponatremia can be a symptom of another medical condition or caused by ingesting too much water without adequately replacing sodium. Treatments for this serious condition aim to restore the balance of sodium in the body so that the brain, heart, and other organs can function properly.

Visão geral

Quando os átomos ganham ou perdem elétrons para alcançar uma configuração eletrônica mais estável, eles formam íons. Ligações iônicas são atrações eletrostáticas entre íons com cargas opostas. Os compostos iônicos são rígidos e frágeis quando sólidos e podem dissociar-se em seus íons constituintes na água. Os compostos covalentes, em contraste, permanecem intactos a menos que uma reação química os quebre.

Acusações opostas mantêm íons juntos em compostos iônicos

Ligações iônicas são interações eletrostáticas reversíveis entre íons com cargas opostas. Elementos que são os mais reativos (ou seja, têm maior tendência a sofrer reações químicas) incluem aqueles que têm apenas um elétron de valência, (por exemplo, potássio) e aqueles que precisam de mais um elétron de valência (por exemplo, cloro).

Íons que perdem elétrons têm uma carga positiva e são chamados de cáations. Íons que ganham elétrons têm uma carga negativa e são chamados ânions. Os cáations e os ânions combinam-se em proporções que resultam em uma carga líquida de 0 para o composto que formam. Por exemplo, o cloreto de potássio composto (KCl) contém um íon cloreto para cada íon de potássio, porque a carga de potássio é +1 e a carga de cloreto é -1. O cloreto de magnésio composto (MgCl2) contém dois íons de cloreto para cada íon de magnésio porque a carga do magnésio é +2.

Íons podem dissociar uns dos outros na água

As forças eletrostáticas que mantém os compostos iônicos juntos são fortes quando os compostos estão em forma sólida. Uma vez que os pontos de fusão de compostos iônicos tendem a ser muito altos, eles são geralmente encontrados como sólidos na superfície da Terra. No entanto, as ligações iônicas não são tão fortes quanto as ligações covalentes, porque os íons podem ser separados, ou dissolvidos, em uma reação química líquidos como a água. Íons dissolvidos na água são ditos estar em uma reação química, e muitos íons são capazes de conduzir correntes elétricas quando nesta forma.

Eletrólitos são importantes para sistemas biológicos

Eletrólitos são íons que podem conduzir eletricidade quando dissolvidos na água. Em sistemas biológicos, eletrólitos são essenciais para a regulação osmótica — o equilíbrio da água entre as membranas celulares. Eletrólitos também contribuem para processos biológicos críticos que dependem de cargas elétricas em toda a membrana celular, como contrações musculares e impulsos nervosos. Os eletrólitos biológicos comuns incluem o íon cálcio (Ca2+),o íon de sódio (Na+), o íon magnésio (Mg2+), o íon potássio (K+), o íon fosfato (PO43-) e o íon cloreto (Cl-).

Desequilíbrios eletrólitos podem causar sintomas físicos graves e até mesmo morte. Um dos desequilíbrios de eletrólitos mais comumente encontrados é a hiponatremia, níveis insuficientes de sódio no sangue. Hiponatremia pode ser um sintoma de outra condição médica ou causada pela ingestão de muita água sem substituir adequadamente o sódio. Os tratamentos para esta condição grave visam restaurar o equilíbrio do sódio no corpo para que o cérebro, o coração e outros órgãos possam funcionar corretamente.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter