Por que os átomos quando perdem elétrons se transformam em íons positivos?

Por vezes, quando falamos em química, uma das primeiras imagens que vêm à nossa cabeça é a representação de um átomo, igual a da figura aqui em cima, não é mesmo? Essas partículas microscópicas são as menores partes de uma matéria, portanto têm grande importância no estudo da origem de tudo que nos cerca. Para você entender melhor como o átomo é formado e quais são suas estruturas, preparamos este texto. Confira!

Átomos

Para entender o que são os elétrons, os íons, os cátions e os ânions, é necessário, primeiro, entender o que são os átomos. Eles são as menores unidades de uma matéria, formada por alguns elementos: elétrons (carga elétrica negativa), nêutrons (carga elétrica neutra) e prótons (carga elétrica positiva). Os prótons e nêutrons se localizam no centro do átomo, enquanto os elétrons giram ao redor do núcleo.

Os elétrons estão localizados em volta do núcleo atômico e têm carga negativa. Quando estão circulando na atmosfera do átomo, os elétrons são atraídos pelos prótons (carga positiva) e, com isso, geram uma movimentação entre cargas elétricas, chamada eletrização.

Íons

Íons são átomos que sofreram alguma eletrização, podendo ter ganhado ou perdido elétrons. Esse processo se chama ionização e pode resultar nos chamados cátions ou ânions. Cada elemento se ioniza ao entrar em contato com tipos diferentes de meios e outras substâncias.

Cátions

Durante o processo de ionização, o átomo que perde elétrons (negativos) e fica com mais prótons (positivos) é chamado de cátion. De modo geral, os elementos que mais se transformam em cátions são os metais alcalinos e alcalinos terrosos, localizados nas famílias 1A e 2A da tabela periódica. São exemplos desses metais:

Sódio (alcalino);

Lítio (alcalino);

Potássio (alcalino);

Rubídio (alcalino);

Césio (alcalino);

Frâncio (alcalino);

Berílio (alcalino terroso);

Cálcio (alcalino terroso);

Magnésio (alcalino terroso);

Estrôncio (alcalino terroso);

Rádio (alcalino terroso);

Bário (alcalino terroso).

Ânions

Diferentes dos cátions, os ânions são aquelas partículas que perdem mais prótons (positivos) durante o processo de ionização, ficando, assim, com mais elétrons (negativos). Alguns elementos têm mais facilidade em perder carga elétrica positiva. Eles são classificados como família do nitrogênio, dos calcogênios e dos halogênios, encontrados nas colunas 5A, 6A e 7A, respectivamente, na tabela periódica. Conheça quais são eles:

Nitrogênio (família do nitrogênio);

Fósforo (família do nitrogênio);

Arsénio (família do nitrogênio);

Antimônio (família do nitrogênio);

Bismuto (família do nitrogênio);

Ununpêntio (família do nitrogênio);

Enxofre (calcogênio);

Oxigênio (calcogênio);

Selênio (calcogênio);

Telúrio (calcogênio);

Polônio (calcogênio);

Livermório (calcogênio);

Cloro (halogênio);

Flúor (halogênio);

Bromo (halogênio);

Iodo (halogênio);

Astato (halogênio);

Ununséptio (halogênio).

No texto “Distribuição eletrônica” explicamos como é feita a distribuição eletrônica dos elétrons de cada átomo em níveis e subníveis de energia.

Mas como realizar essa distribuição quando se trata de íons?

O íon é formado quando um átomo, ou um grupo de átomos, ganha ou perde elétrons.

Se o átomo ganhar elétrons, o íon formado é chamado de ânion; mas, se perder elétrons, ele será um cátion. Em ambos os casos devemos lembrar que o ganho ou a perda de elétrons sempre ocorre na camada de valência, isto é, na camada mais externa do átomo. Portanto, a distribuição eletrônica dos íons será diferenciada da distribuição eletrônica dos elétrons na última camada.

Para entender como isso ocorre, veja alguns exemplos em cada caso:

• Distribuição eletrônica de ânions:

Os ânions são íons negativos, que ganharam elétrons. Desse modo, para obtermos a distribuição correta dos ânions, temos que cumprir dois passos:

(1º) Realizar a distribuição eletrônica do átomo do elemento, normalmente, colocando a quantidade total de elétrons desse átomo no estado fundamental, nos níveis e subníveis do diagrama de Pauling;

(2º) Adicionar os elétrons que foram ganhos no nível e no subnível mais externos (e não mais energéticos), que estiverem incompletos, do átomo no estado fundamental. 

Exemplo: Distribuição eletrônica do ânion brometo 8035Br-1:

(1º) Partimos da distribuição do bromo no estado fundamental: 8035Br (Z = 35):

Escrevendo a distribuição eletrônica, por extenso, em ordem de energia (ordem das setas diagonais), temos: 1s2   2s2   2p6   3s2   3p6   4s2   3d10  4p5

(2º) Observe que o nível mais externo é o 4p5e ele está incompleto, pois no subnível p cabem no máximo 6 elétrons. Por isso, adicionaremos o elétron que o bromo ganhou (que é indicado pela carga -1) nesse subnível, passando para 4p6:

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Portanto, a distribuiçãoeletrônica, por extenso, em ordem de energia do ânion brometo fica assim: 1s2   2s2   2p6   3s2   3p6   4s2   3d10   4p6

• Distribuição eletrônica de cátions:

Os cátions são íons positivos, que perderam elétrons. De modo que a única diferença de sua distribuição eletrônica para a distribuição eletrônica dos ânions é que será feita a subtração dos elétrons que foram perdidos a partir do nível e subnível mais externos do átomo no estado fundamental.

Exemplo: Distribuição eletrônica do cátion ferro II 5626Fe+2:

(1º) Partimos da distribuição do ferro no estado fundamental: 5626Fe (Z = 26):

Escrevendo a distribuição eletrônica, por extenso, em ordem de energia: 1s2   2s2   2p6   3s2   3p6   4s2   3d6

(2º) Retiramos os dois elétrons que o ferro perdeu (mostrados pela carga +2) no nível mais externo, que é o 4s2. Lembre-se que não é no mais energético, por isso não retiramos do nível 3d6:

Desse modo, a distribuição eletrônica em ordem crescente de energia do cátion ferro II fica assim: 1s2   2s2   2p6   3s2   3p6   3d6

Aproveite para conferir nossas videoaulas relacionada ao assunto:

Por que os íons são formados pela perda ou ganho de elétrons?

O que acontece com um átomo quando ele perde elétrons?

Quando um átomo perde elétrons ele se torna um íon negativo?

Como um átomo se transforma em um íon?