Quando um átomo perde a neutralidade elétrica ele se transforma em um átomo de outro elemento químico por quê?

Os elementos químicos conhecidos e encontrados na Tabela Periódica tendem a ganhar ou perder elétrons. Estes elétrons se encontram na camada de valência para tornarem-se estáveis com 8 elétrons na última camada, salvo algumas exceções à esta regra, como por exemplo, o alumínio e o boro, que se estabiliza com 6 elétrons na camada de valência, o berílio que estabiliza com 4 elétrons na última camada, o fósforo que pode receber até 10 elétrons e o enxofre que podem receber 12 elétrons. Os gases nobres não recebem nem doam elétrons, pois já se encontram estáveis com 8 elétrons na camada de valência.

Sendo assim, um cátion é um elemento químico ou molécula que perde ou cede elétrons para outro elemento químico, tornando-se positivamente carregado.

Quando um elemento perde elétrons em uma ligação química, a quantidade de prótons excede a quantidade de elétrons e ele se transforma em um sistema eletricamente positivo, ou seja, um cátion. Já quando o elemento ganha elétrons, a quantidade de elétrons excede a quantidade de prótons e ele se transforma em um sistema eletricamente negativo, ou seja, um ânion.

Para calcular a carga elétrica de um átomo, basta somar o número de prótons (p), que são positivos, com o número de elétrons (e-), que são negativos. Deve-se levar em consideração as cargas positivas e negativas para realizar a conta. Matematicamente, teríamos:

Carga elétrica total = p – e-

O sinal negativo vem da carga dos elétrons.

Observe abaixo alguns exemplos de cátions:

• Um átomo de sódio (11Na23) eletricamente neutro possui 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons (n = A – Z = 23 – 11 = 12). A carga elétrica desse átomo é +11 – 11 = 0. Ao perder 1 elétron de sua camada de valência ele transforma-se em um cátion sódio (Na+), passando a possuir 11 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons. A carga elétrica desse íon passa então a ser +11 – 10 = +1

Átomo de sódio se transformando em um Cátion sódio.

• Um átomo de cálcio (20Ca40) eletricamente neutro possui 20 prótons, 20 elétrons e 20 nêutrons (n = A – Z = 40 – 20 = 20). A carga elétrica desse átomo é +20 – 20 = 0. Ao perder 2 elétrons de sua camada de valência ele transforma-se em um cátion cálcio (Ca2+), passando a possuir 20 prótons, 18 elétrons e 20 nêutrons. A carga elétrica desse íon passa então a ser +20 – 18 = +2.
• Átomo de cálcio se transformando em um Cátion cálcio.
• Um átomo de alumínio (13Al27) eletricamente neutro possui 13 prótons, 13 elétrons e 14 nêutrons (n = A – Z = 27 – 13 = 14). A carga elétrica desse átomo é +13 – 13 = 0. Ao perder 3 elétrons de sua camada de valência ele transforma-se em um cátion cálcio (Al3+), passando a possuir 13 prótons, 10 elétrons e 14 nêutrons. A carga elétrica desse íon passa então a ser +13 – 10 = +3.

Átomo de alumínio se transformando em um Cátion alumínio

Podemos ver pelas imagens que todos os cátions possuem raios atômicos menores que seus respectivos átomos. Isso porque perderam seus elétrons de valência, logo a quantidade de prótons tornou-se maior e o núcleo passou a exercer uma força de atração mais forte sobre os elétrons remanescentes, aproximando-os ao núcleo e diminuindo o raio atômico.

• O íon que apresentar valência +1 é chamado de cátion monovalente ou íon monovalente positivo.
• O íon que apresentar valência +2 é chamado de cátion bivalente ou íon bivalente positivo.
• O íon que apresentar valência +3 é chamado de cátion trivalente ou íon trivalente positivo.

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O íon é definido como um átomo eletrizado que ganhou ou perdeu elétrons. Já o cátion e o ânion são considerados íons.

Cátion

Os cátions, são normalmente formados por metais alcalinos (família IA) e metais alcalinos terrosos (família IIA) da tabela periódica.

Eles apresentam carga positiva, na medida em que perdem um ou mais elétrons (ionização), resultando, assim, num número de prótons superior em relação ao número de elétrons.

Tipos de Cátions

• Os cátions que apresentam carga +1 são chamados de monopositivos;
• Os cátions que possuem a carga +2 são denominados de dipositivos;
• Os cátions que apresentam carga +3 recebem o nome de tripositivos;
• Os cátions que apresentam carga +4 são os tetrapositivos.

Exemplos de Cátions

• Na+1 (sódio)
• K+1 (potássio)
• Mg+2 (magnésio)
• Ca+2 (cálcio)
• Zn+2 (zinco)
• Al+3 (alumínio)
• Pb+4 (chumbo)

Veja também: Ionização

Ânion

Os ânions, por sua vez, possuem carga negativa, pois recebem um ou mais elétrons, resultando num maior número de elétrons em relação ao número de prótons.

Tipos de Ânions

• Os ânions monovalentes possuem carga -1;
• Os ânions bivalentes possuem carga -2;
• Os ânions trivalentes possuem carga -3;
• Os ânions tetravalentes possuem carga -4.

Exemplos de Ânions

• Cl-1 (cloro)
• Br-1(Bromo)
• F-1(flúor)
• O-2 (oxigênio)
• S-2 (enxofre)
• N-3 (nitrogênio)

Veja também: Átomo

Teoria do Octeto

Segundo a “Teoria do Octeto”, os átomos possuem a tendência de se estabilizarem e ficarem neutros (mesma quantidade de prótons e elétrons). Ou seja, com oito elétrons na última camada eletrônica (camada de valência).

Para isso, os íons, se unem a outros átomos a fim de buscar a neutralidade.

Veja também: Polaridade das ligações

Exemplo

Na ligação iônica que ocorre entre íons positivos e negativos, o Na+1 (cátion) quer doar um elétron e o Cl-1 (ânion) quer receber um elétron.

Ao se ligarem, formam o cloreto de sódio, NaCl (sal de cozinha).

Veja também: Regra do Octeto

Curiosidade

O termo íon provém do grego “ion”, e significa “o que vai, indo”. Da mesma maneira, os termos “ânion" e “cátion” provêm do grego, onde ânion significa “o que vai para cima” e o cátion “o que vai para baixo”.

Leia também:

• Exercícios sobre Átomos
• Tabela Periódica
• Famílias da Tabela Periódica
• Teoria de Arrhenius

Lana Magalhães

Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

Quando um átomo neutro perde elétrons ele se transforma em?

Quando um átomo neutro perde?

Quando um átomo ou um grupo de átomos perde a neutralidade elétrica passa a ser denominado de?

Quando um átomo de um elemento químico Transforma