Em comum reações químicas, o núcleo de cada átomo (e, portanto, a identidade do elemento) permanece inalterado., Elétrons, no entanto, podem ser adicionados aos átomos por transferência de outros átomos, perdidos por transferência para outros átomos, ou compartilhados com outros átomos. A transferência e partilha de elétrons entre os átomos governam a química dos elementos. Durante a formação de alguns compostos, os átomos ganham ou perdem elétrons, e formam partículas eletricamente carregadas chamadas íons (Figura 1).

Você pode usar a tabela periódica para prever se um átomo irá formar um ânion ou um catião, e você pode muitas vezes prever a carga do íon resultante., Átomos de muitos metais do grupo principal perdem elétrons suficientes para deixá-los com o mesmo número de elétrons que um átomo do gás nobre anterior. Para ilustrar, um átomo de um metal alcalino (grupo 1) perde um elétron e forma um catião com uma carga 1+; um metal alcalino terrestre (grupo 2) perde dois elétrons e forma um catião com uma carga 2+, e assim por diante. Por exemplo, um átomo de cálcio neutro, com 20 protões e 20 electrões, perde facilmente dois electrões. Isto resulta em um catião com 20 prótons, 18 elétrons e uma carga 2+., Tem o mesmo número de elétrons que os átomos do gás nobre anterior, argônio, e é simbolizado \text{Ca}^{2+}. O nome de um íon metálico é o mesmo que o nome do átomo de metal a partir do qual ele se forma, então \text{Ca}^{2+} é chamado de íon de cálcio.quando átomos de elementos não-metálicos formam íons, eles geralmente ganham elétrons suficientes para lhes dar o mesmo número de elétrons que um átomo do próximo gás nobre na tabela periódica. Átomos do grupo 17 ganham um elétron e formam aniões com uma carga de 1; átomos do grupo 16 ganham dois elétrons e formam íons com uma carga de 2, e assim por diante., Por exemplo, o átomo de bromo neutro, com 35 prótons e 35 elétrons, pode ganhar um elétron para fornecê-lo com 36 elétrons. Isto resulta em um ânion com 35 prótons, 36 elétrons e uma carga de 1. Tem o mesmo número de elétrons que os átomos do próximo gás nobre, krypton, e é simbolizado \text{Br}^{-}. (A discussion of the theory supporting the favored status of noble gas electron numbers reflected in these predictive rules for ion formation is provided in a later module of this text.,)

Note a utilidade da tabela periódica na previsão da provável formação de iões e carga (Figura 2). Movendo-se da extrema esquerda para a direita na tabela periódica, os elementos do grupo principal tendem a formar catiões com uma carga igual ao número do grupo. Isto é, elementos do grupo 1 formam 1+ íons; elementos do grupo 2 formam 2+ íons, e assim por diante. Movendo-se da extrema direita para a esquerda na tabela periódica, elementos muitas vezes formam aniões com uma carga negativa igual ao número de grupos movidos para a esquerda dos gases nobres., Por exemplo, os elementos do grupo 17 (um grupo à esquerda dos gases nobres) formam 1− íons; os elementos do grupo 16 (dois grupos à esquerda) formam 2− íons, e assim por diante. Esta tendência pode ser usada como um guia em muitos casos, mas seu valor preditivo diminui quando se move para o centro da tabela periódica. Na verdade, metais de transição e alguns outros metais muitas vezes apresentam cargas variáveis que não são previsíveis pela sua localização na tabela. Por exemplo, o cobre pode formar íons com uma carga de 1+ ou 2+, e o ferro pode formar íons com uma carga de 2+ ou 3+.

Figura 2., Alguns elementos exibem um padrão regular de carga iônica quando formam íons.um íon encontrado em alguns compostos usados como antitranspirantes contém 13 prótons e 10 elétrons. Qual é o seu símbolo?

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Because the number of protons remains unchanged when an atom forms an ion, the atomic number of the element must be 13. Saber isso nos permite usar a tabela periódica para identificar o elemento como Al (alumínio)., O átomo de Al perdeu três elétrons e, portanto, tem mais três cargas positivas (13) do que tem elétrons (10). Este é o cátion de alumínio, \text{Al}^{3+}.

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Give the symbol and name for the ion with 34 protons and 36 electrons.

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\text{Se}^{2-}, o selenieto de íon

os íons que temos discutido até agora são chamados íons monatômicos, ou seja, eles são íons formados a partir de apenas um átomo. Também encontramos muitos íons poliatómicos. Estes íons, que agem como unidades discretas, são moléculas eletricamente carregadas (um grupo de átomos ligados com uma carga geral)., Alguns dos íons poliatômicos mais importantes estão listados na Tabela 1. Oxianions são íons poliatômicos que contêm um ou mais átomos de oxigênio. Neste ponto do seu estudo de Química, você deve memorizar os nomes, fórmulas e cargas dos íons poliatômicos mais comuns. Porque você vai usá-los repetidamente, eles em breve se tornar familiar.

a natureza das forças atrativas que mantêm átomos ou íons juntos dentro de um composto é a base para classificar a ligação química. Quando os elétrons são transferidos e os íons se formam, as ligações iônicas resultam., Ligações iônicas são forças eletrostáticas de atração, ou seja, as forças atrativas experimentadas entre objetos de carga elétrica oposta (neste caso, catiões e aniões). Quando os elétrons são “compartilhados” e as moléculas se formam, as ligações covalentes resultam. Ligações covalentes são as forças atrativas entre os núcleos positivamente carregados dos átomos ligados e um ou mais pares de elétrons que estão localizados entre os átomos. Os compostos são classificados como iónicos ou moleculares (covalentes) com base nas ligações neles presentes.,quando um elemento composto por átomos que rapidamente perdem elétrons (um metal) reage com um elemento composto por átomos que rapidamente ganham elétrons (um não metal), uma transferência de elétrons geralmente ocorre, produzindo íons. O composto formado por esta transferência é estabilizado pelas atrações eletrostáticas (ligações iônicas) entre os íons de carga oposta presentes no composto., Por exemplo, quando cada átomo de sódio em uma amostra de metal de sódio (grupo 1) dá até um elétron para formar um de sódio cátions Na+, e cada átomo de cloro em uma amostra de gás cloro (grupo 17) aceita um elétron para formar um ânion cloreto, Cl−, o composto resultante, NaCl, é composta de íons de sódio e íons de cloreto na proporção de uma de Na+ para cada íon Cl− ion. Similarmente, cada átomo de cálcio (grupo 2) pode dar dois elétrons e transferir um para cada um dos dois átomos de cloro para formar CaCl2, que é composto de Ca2+ e Cl− ions na razão de um íon Ca2+ para dois Cl− ions.,

um composto que contém íons e é mantido junto por ligações iônicas é chamado de composto iônico. A tabela periódica pode nos ajudar a reconhecer muitos dos compostos que são iônicos: quando um metal é combinado com um ou mais não-metálicos, o composto é geralmente iônico. Esta diretriz funciona bem para prever a formação de compostos iônicos para a maioria dos compostos tipicamente encontrados em um curso de química introdutória. No entanto, nem sempre é verdade (por exemplo, cloreto de alumínio, AlCl3, não é iônico).

pode muitas vezes reconhecer compostos iónicos devido às suas propriedades., Compostos iônicos são sólidos que tipicamente derretem a altas temperaturas e fervem a temperaturas ainda mais altas. Por exemplo, cloreto de sódio, derrete na 801 °C e ferve a 1413 °C. (Como comparação, o composto molecular da água derrete a 0 °C e ferve a 100 °C.) Na forma sólida, um composto iónico, não é eletricamente condutiva porque seus íons são incapazes de fluxo (“luz” é o fluxo de partículas carregadas). Quando fundido, no entanto, pode conduzir electricidade porque os seus íons são capazes de se mover livremente através do líquido (Figura 3).

Figura 3., O cloreto de sódio funde-se a 801 °C e conduz electricidade quando fundido. (credit: modification of work by Mark Blaser and Matt Evans)

em cada composto iônico, o número total de cargas positivas dos catiões é igual ao número total de cargas negativas dos aniões. Assim, os compostos iônicos são eletricamente neutros em geral, embora contenham íons positivos e negativos. Podemos usar esta observação para nos ajudar a escrever a fórmula de um composto iônico. A fórmula de um composto iônico deve ter uma razão de íons tal que os números de cargas positivas e negativas são iguais.,

exemplo 3: prever a fórmula de um composto iônico

a safira de pedra preciosa (Figura 4) é principalmente um composto de alumínio e oxigênio que contém catiões de alumínio, Al3+, e aniões de Oxigênio, O2−. Qual é a fórmula deste composto?

Figura 4. Embora o óxido de alumínio puro seja incolor, traços de ferro e titânio dão à safira azul a sua cor característica., (credit: modification of work by Stanislav Doronenko)

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Uma vez que o composto iônico deve ser eletricamente neutro, deve ter o mesmo número de encargos positivos e negativos. Dois íons de alumínio, cada um com uma carga de 3+, Dar− nos-ia seis cargas positivas, e três íons de óxido, cada um com uma carga de 2 -, dar-nos-ia seis cargas negativas. A fórmula seria Al2O3.,

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Predict the formula of the ionic compound formed between the sodium cation, Na+, and the sulfide anion, S2−.

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Na2S