A ligação iónica
Deitas sal de cozinha na água da massa e ele desaparece. Mas, em seco, o sal é um sólido duro que só funde a cerca de 800 °C e que não conduz a corrente elétrica. O que mantém os cristais de sal tão unidos? E porque é que, depois de dissolvido, o sal já conduz eletricidade? A resposta está na ligação iónica.
De átomos a iões
Os átomos de um gás nobre (grupo 18) são muito estáveis: têm a última camada completa (8 eletrões de valência; o hélio tem 2). Os outros átomos tendem a ficar com a mesma distribuição eletrónica de um gás nobre, ganhando ou perdendo eletrões. Ao fazê-lo, deixam de ser neutros e passam a ser iões.
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Um átomo que perde eletrões fica com mais protões do que eletrões: forma um catião (carga positiva).
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Um átomo que ganha eletrões fica com mais eletrões do que protões: forma um anião (carga negativa).
Os iões escrevem-se com a carga em expoente: $\text{Na}^+$, $\text{Cl}^-$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{O}^{2-}$. O número é o de eletrões perdidos (catião) ou ganhos (anião).
Nas aulas, a turma do Gonçalo estudou como os átomos se transformam em iões para ficarem com a última camada de eletrões completa. O magnésio (Mg) tem distribuição…
Nas aulas, a turma do Gonçalo estudou como os átomos se transformam em iões para ficarem com a última camada de eletrões completa. O magnésio (Mg) tem distribuição eletrónica 2, 8, 2 e o oxigénio (O) tem distribuição eletrónica 2, 6.
- a) Indica quantos eletrões de valência tem cada um destes átomos.
- b) Explica, a partir das distribuições eletrónicas, como se formam o ião magnésio e o ião óxido, e escreve os símbolos desses iões.
- c) Consulta a tabela de iões usada nas aulas e explica por que razão a fórmula do composto iónico formado pelos dois elementos é $\text{MgO}$ e não $\text{Mg}_2\text{O}$.
- d) Escreve o nome do composto formado.
A ligação iónica e a rede cristalina
Cargas de sinais opostos atraem-se. Quando um átomo que cede eletrões (metal) encontra um que os recebe (não metal), formam-se catiões e aniões que se atraem eletricamente. Esta atração chama-se ligação iónica (interação eletrostática entre catiões e aniões).
Não se formam «pares» de iões isolados. Cada ião atrai todos os de sinal contrário à sua volta e dispõe-se de forma ordenada, alternando catiões e aniões, numa rede cristalina. É por isso que um cristal de sal tem forma de cubo.
Um sólido formado por iões é um composto iónico. Como o conjunto é neutro, a carga total positiva tem de igualar a carga total negativa. É isto que dá a fórmula do composto.
Nas aulas, a turma do Gonçalo estudou como os átomos se transformam em iões para ficarem com a última camada de eletrões completa. O magnésio (Mg) tem distribuição…
Nas aulas, a turma do Gonçalo estudou como os átomos se transformam em iões para ficarem com a última camada de eletrões completa. O magnésio (Mg) tem distribuição eletrónica 2, 8, 2 e o oxigénio (O) tem distribuição eletrónica 2, 6.
- a) Indica quantos eletrões de valência tem cada um destes átomos.
- b) Explica, a partir das distribuições eletrónicas, como se formam o ião magnésio e o ião óxido, e escreve os símbolos desses iões.
- c) Consulta a tabela de iões usada nas aulas e explica por que razão a fórmula do composto iónico formado pelos dois elementos é $\text{MgO}$ e não $\text{Mg}_2\text{O}$.
- d) Escreve o nome do composto formado.
Propriedades dos compostos iónicos
A estrutura explica o comportamento.
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Sólidos duros e quebradiços, com temperaturas de fusão elevadas. Para fundir é preciso dar energia suficiente para vencer as fortes atrações entre muitos iões. Por isso o NaCl funde a cerca de 800 °C. Se se desloca uma camada da rede, iões do mesmo sinal ficam lado a lado, repelem-se e o cristal parte-se.
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Não conduzem a corrente no estado sólido. Os iões estão presos nas suas posições e não se podem deslocar.
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Conduzem fundidos ou em solução aquosa. Os iões ficam livres e, ao moverem-se, transportam a carga elétrica.
O cloreto de sódio, $\text{NaCl}$ (o sal de cozinha), é um sólido iónico. A figura representa um fragmento da sua rede cristalina, em que os iões positivos e os iões…
O cloreto de sódio, $\text{NaCl}$ (o sal de cozinha), é um sólido iónico. A figura representa um fragmento da sua rede cristalina, em que os iões positivos e os iões negativos se dispõem alternadamente.
- a) Indica o tipo de interação que mantém os iões unidos na rede cristalina.
- b) O cloreto de sódio funde a cerca de $800\ \celsius$. Explica, com base na estrutura da rede, por que razão os sólidos iónicos têm, em geral, temperaturas de fusão elevadas.
- c) Um cristal de sal não conduz corrente elétrica, mas o sal fundido e a água com sal dissolvido conduzem. Explica esta diferença a partir do que acontece aos iões em cada situação.
- d) O Rodrigo afirmou: «A água da torneira com sal conduz corrente porque a água é boa condutora.» Comenta a afirmação, sabendo que a água destilada é má condutora.
De volta ao início: o sal funde a temperatura elevada porque é preciso vencer a atração entre iões de uma rede inteira, e só conduz quando os iões ficam livres, ao dissolver ou fundir.