Íon (cátion e ânion)

Os íons são espécies atômicas ou poliatômicas carregadas eletricamente, podendo ser positivas (cátions) ou negativas (ânions). A formação de cátions e de ânions ocorre por meio da perda ou do ganho de elétrons por parte dos átomos durante processos químicos.

Íons, sejam eles cátions, sejam eles ânions, devem ter sua carga representada por um índice, localizado acima e à esquerda do símbolo da espécie atômica. O número que precede à carga indica o número de elétrons. Portanto, um íon de carga 3− indica que foram adquiridos 3 elétrons, enquanto um íon de carga 2+ indica que foram cedidos 2 elétrons.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre íon (cátion e ânion)
• 2 - O que é íon (cátion e ânion)?
• 3 - Tabela de cátions e de ânions
• 4 - Exercícios resolvidos sobre íon (cátion e ânion)

Resumo sobre íon (cátion e ânion)

• Íons são espécies atômicas ou poliatômicas (formadas por múltiplos átomo) que possuem uma carga elétrica resultante.
• Quando carregados positivamente, são denominados cátions (formados pela perda de elétrons), e os carregados negativamente são chamados de ânions (formados pelo ganho de elétrons).
• A carga elétrica do íon deve ser indicada como um índice sobrescrito à esquerda do símbolo da espécie atômica.
• O número no índice da carga representa a quantidade de elétrons perdidos (cargas positivas) ou adquiridos (cargas negativas) durante sua formação.

O que é íon (cátion e ânion)?

Íons são espécies atômicas ou poliatômicas carregadas eletricamente, seja positivamente, seja negativamente. Um íon é formado quando a espécie atômica recebe ou perde elétrons em um processo químico.

Quando um átomo ganha elétrons, ele adquire cargas negativas e, dessa forma, torna-se um íon negativo, que é conhecido como ânion. Os ânions, assim sendo, são espécies monoatômicas ou poliatômicas que possuem mais elétrons do que prótons.

Quando um átomo perde elétrons, ele cede cargas negativas e, dessa forma, torna-se um íon positivo, que é conhecido como cátion. Os cátions, portanto, são espécies monoatômicas ou poliatômicas que possuem menos elétrons do que prótons.

O número de elétrons que uma espécie atômica pode ceder ou receber vai depender da sua configuração eletrônica da camada de valência. Isso porque a formação do íon pode trazer mais estabilidade para a espécie atômica, justamente por conta da alteração na sua configuração eletrônica. Um bom parâmetro a ser observado é a regra do octeto (oito elétrons na camada de valência) e, além disso, percebe-se que, quando um íon encerra sua configuração eletrônica com um subnível completo, ele apresenta um ganho de estabilidade.

Íons são representados na forma Xⁿ⁺ ou Yⁿ⁻, em que “n” é carga, a qual pode ser positiva (n+) ou negativa (n−). A carga é numericamente igual à quantidade de elétrons recebida ou perdida. Dessa forma, se o íon apresenta carga 2+, significa que a espécie atômica perdeu dois elétrons em relação ao seu estado fundamental (estado neutro). Se um íon apresenta carga igual a 3−, significa que a espécie atômica ganhou três elétrons em relação ao seu estado fundamental.

Tabela de cátions e de ânions

A tabela a seguir traz exemplos de cátions e de ânions monoatômicos (simples):

A tabela a seguir traz alguns íons poliatômicos (compostos), além de seus respectivos nomes.

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Exercícios resolvidos sobre íon (cátion e ânion)

Questão 1

(Unimontes) Quando um átomo eletricamente neutro perde ou ganha elétrons, ele se transforma em um íon.

Qual dos elementos químicos a seguir pode formar um cátion tetravalente?

A) Chumbo.

B) Fósforo.

C) Magnésio.

D) Mercúrio.

Resolução:

Alternativa A.

Dos elementos em questão, a partir da configuração eletrônica, apenas o chumbo pode formar um cátion tetravalente.

• Pb: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p² – 4 elétrons na camada de valência que, ao serem perdidos, fazem com que a camada 5s² 5p⁶ 5d¹⁰, totalmente preenchida, seja a nova camada de valência.
• P: [Ne] 3s² 3p³ – 5 elétrons na camada de valência. A perda de 4 elétrons não aumentaria sua estabilidade. É mais provável a formação dos cátions P³⁺ ou, até mesmo P⁵⁺.
• Mg: [Ne] 3s² – 2 elétrons na camada de valência. A perda de 4 elétrons não aumentaria sua estabilidade. É mais provável a formação do cátion Mg²⁺.
• Hg: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ – 2 elétrons na camada de valência. A perda de 4 elétrons não aumentaria sua estabilidade. É mais provável a formação do cátion Hg²⁺.

Questão 2

(FACMAR) O alumínio é um metal que forma um cátion com carga +3.

Nesse cátion, o número de elétrons é igual a:

A) 5

B) 8

C) 10

D) 16

Resolução:

Alternativa C.

O alumínio apresenta número atômico igual a 13. Assim sendo, no estado fundamental (eletricamente neutro), esse átomo apresenta 13 prótons e 13 elétrons. Se o seu cátion apresenta uma carga +3, é sinal de que 3 elétrons foram perdidos. Assim sendo, o Al³⁺ possui 10 elétrons.

Fontes

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

FRANCISCO, F. M.; DO CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. 5ª ed. vol. 1. São Paulo: Moderna, 2009.

REIS, M. Química: ensino médio. 2ª ed. vol. 1. São Paulo: Ática, 2016.

USBERCO, J.; SPITALERI, P.; SALVADOR, E. Química 1: conecte live. 3ª ed. vol. 1. São Paulo: Saraiva, 2018.