Íons e Cargas Iônicas

Nas reações químicas comuns, o núcleo — que contém os protões e neutrões de cada átomo e, assim, identifica o elemento — permanece inalterado. Os eletrões, no entanto, podem ser adicionados aos átomos através da transferência de outros átomos, perdidos por transferência para outros átomos, ou partilhados com outros átomos. A transferência e partilha de eletrões entre átomos governam a química dos elementos. Durante a formação de alguns compostos, os átomos ganham ou perdem eletrões para formar partículas carregadas eletricamente chamadas iões.

Quando um átomo perde eletrões, forma um ião positivo chamado catião. Os catiões têm mais protões do que os eletrões. Da mesma forma, quando um átomo ganha eletrões, forma um ião negativo chamado anião. Os aniões têm mais eletrões do que protões.

A tabela periódica ajuda a prever se um átomo irá formar uma anião ou um catião, e também a carga do ião resultante. Indo do lado esquerdo para o direito na tabela periódica, átomos de metais representativos perdem eletrões suficientes para deixá-los com o mesmo número de eletrões que um átomo do gás nobre anterior. Eles formam catiões com uma carga igual ao número do grupo. Para ilustrar, um átomo de um metal alcalino (Grupo 1) perde um eletrão e forma um catião com carga 1+; um metal alcalinoterroso (Grupo 2) perde dois eletrões e forma um catião com carga 2+, e assim por diante. Por exemplo, um átomo de cálcio neutro, com 20 protões e 20 eletrões, perde imediatamente dois eletrões. Isto resulta em um catião com 20 protões, 18 eletrões, e carga 2+. Ele tem o mesmo número de eletrões que os átomos do gás nobre precedente, árgon, e é simbolizado como Ca²⁺. O nome de um ião metálico é o mesmo que o nome do átomo metálico a partir do qual se forma, pelo que o Ca²⁺ é chamado de ião de cálcio.

Indo do lado direito para o esquerdo na tabela periódica,  átomos de elementos não metálicos ganham geralmente eletrões suficientes para ficarem com o mesmo número de eletrões que um átomo do gás nobre seguinte na tabela periódica. Eles formam aniões com uma carga negativa igual ao número de grupos à esquerda dos gases nobres. Por exemplo, átomos de elementos do grupo 17 (um grupo à esquerda dos gases nobres)  ganham um eletrão e formam aniões com carga 1−; átomos de elementos do grupo 16 (dois grupos à esquerda) ganham dois eletrões e formam iões com carga 2−, e assim por diante. Por exemplo, o átomo neutro de bromo, com 35 protões e 35 eletrões, pode ganhar um eletrão para ficar com 36 eletrões. Isso resulta em uma anião com 35 protões, 36 eletrões, e carga de 1−. Tem o mesmo número de eletrões que átomos do gás nobre seguinte, o criptónio, e é simbolizado como Br⁻.

A tendência entre a carga do ião e a posição do grupo na tabela periódica pode ser utilizada como guia em muitos casos. No entanto, o seu valor preditivo diminui quando se vai para o centro da tabela periódica. Os metais de transição e alguns outros metais exibem frequentemente cargas variáveis que não são previsíveis pela sua localização na tabela. Por exemplo, o cobre pode formar iões com carga 1+ ou 2+, e o ferro pode formar iões com carga 2+ or 3+.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 2.6: Molecular and Ionic Compounds.