Química inorgânica/Introdução/Íons e a regra do octeto

Apesar de a quantidade de nêutrons pouco interferir no átomo, a quantidade de elétrons interfere bastante, inclusive, uma das organizações da tabela periódica é pela quantidade de elétrons na camada de valência. Os íons são átomos que ganharam ou perderam elétrons.

• Como os metais precisam de pouca energia para doarem elétrons, está é sua tendência na natureza: perder elétrons.
• Já que os ametais têm uma grande afinidade eletrônica, esta é sua tendência na natureza: ganhar elétrons.

Desta forma, os íons divididem-se em dois tipos:

• Cátions - são os átomos que perdem elétrons. Desta forma, eles perdem carga negativa, tornando-se mais eletropositivos. São representados pelo sinal positivo (+);
• Ânions - são os átomos que ganham elétrons. Assim, estes adquirem carga negativa, ficando mais eletronegativos. São representados pelo sinal negativo (-).

Cargas

As cargas representam a quantidade de elétrons que o átomo deve ganhar ou perder para atingir estabilidade. Podem ser dividas em dois tipos pela natureza dos elementos:

• Carga real - indica, de fato, quantos elétrons devem ser doados (sinal positivo) ou recebidos (sinal negativo). Os metais têm carga real positiva e normalmente a dos ametais é negativa (em poucos casos é positiva);
• Carga imaginária ou aparente - indica a quantidade de elétrons que devem ser compartilhados para atingir estabilidade. Os ametais podem ter carga imaginária positiva ou negativa, dependendo da eletronegatividade do elemento.

Estes fundamentos são essenciais para o estabelecimento de ligações químicas.

Estabilidade atômica

Os átomos estabilizam-se (deixam de ter eletroafinidade e potencial de ionização) quando sua carga é zero. Assim:

• Metais não podem ter elétrons na camada de valência;
• Ametais devem possuir oito elétrons na camada de valência (exceto o hidrogênio que necessita de dois e o boro que precisa de seis);
• Gases nobres têm carga nula, logo, são estáveis por natureza.

Este conjunto de regras denomina-se regra do octeto.

Representação

Há duas maneiras de se representar um íon. Na formulação iônica, o símbolo do elemento é seguido pelo número de elétrons necessários para que o átomo se estabilize. Tais dados podem ser obtidos pela análise da tabela periódica e devem seguir a regra do octeto. Em seguida, exibe-se a carga do íon. No caso de apenas um elétron, não é necessário exibir o número 1. Nesta representação, o espaço destinado é a ponta superior esquerda do símbolo atômico. Exemplo:

$\mathbf {Fe^{2+}} \qquad \mathbf {H^{+}} \qquad \mathbf {Al^{+3}} \qquad \mathbf {N^{3-}} \qquad \mathbf {O^{2-}} \qquad \mathbf {C^{4-}}$

A segunda maneira é pelo método de Stocks. Usa-se para cátions metais. Após o símbolo atômico, põe-se o número de elétrons na camada de valência em numeração romana:

$\mathbf {Fe-II} \qquad \mathbf {Al-III} \qquad \mathbf {Au-I} \qquad \mathbf {Hg-II}$

Como o elemento ferro-II (Fe-II) é um metal e tem dois elétrons na camada de valência, ele deve perder estes dois elétrons para se estabilizar (conforme a regra do octeto). Pelo fato de ele ser cátion, sua carga é positiva, e por ser necessário uma perda de dois elétrons, é +2. Com o auxílio da tabela periódica, nota-se que o elemento oxigênio (O) tem 6 elétrons na camada de valência, pois está no grupo 16. Já que é um ametal, precisa de dois elétrons para que a regra do octeto seja seguida. Visto que se trata de um ânion, sua carga é negativa, e por ser necessário dois elétrons, sua carga é -2.

Complexos

Complexos são conjuntos de átomos, que unidos, se estabilizam. Nestas, os ânions unem-se aos cátions, seguindo a regra do octeto. Veja alguns exemplos:

$\mathbf {Fe^{2+}} \qquad +\qquad \mathbf {O^{2-}}$

Neste caso, o átomo de ferro, que tem dois elétrons na camada de valência, doa seus elétrons para o átomo de oxigênio, que tem seis elétrons. Deste modo, o átomo de ferro (que é um metal) fica com zero elétrons, e o de oxigênio (que é um ametal) fica com oito, e completa-se o octeto.

$\mathbf {C^{4-}} \qquad +\qquad \mathbf {O^{2-}} \qquad +\qquad \mathbf {O^{2-}}$

Agora todos os átomos são ametais, e necessitam de oito elétrons. Eles unem-se e o octeto é formado.

Existem formas de representar as móleculas, que veremos adiante.