Ligação iônica

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Ciências da Natureza e suas 
Tecnologias - Química
Ensino Médio, 1ª Série
Ligação iônica
QUÍMICA, 1º Ano do Ensino Médio
Ligações Iônicas
O açúcar utilizado em casa é a sacarose (C12H22O11)
O sal de cozinha é o cloreto de sódio (NaCl).
A água oxigenada comercial é peróxido de hidrogênio (H2O2) aquoso.
O troféu de campeão da Copa do Mundo FIFA é feita com ouro (Au)!
Seus átomos se unem por ligações covalentes!
Seus átomos se unem por ligações covalentes!
Seus átomos se unem por ligações metálicas!
Seus átomos se unem por ligações iônicas!
Imagens: (a)Editor at Large/ Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic; (b) Roberto/Creative Commons-Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada(c) Alex Khimich / Public Domain; (d) Ondřej Mangl/Public Domain
Imagens: (a) Rolf Süssbrich/ GNU Free Documentation License; (b) Bkell/Public Domain; (c) Dmsar/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported; (d) Flickr/Creative Commons - Atribuição 2.0 Genérica.
 
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Ligações Iônicas
O Planalto da Borborema é uma região montanhosa do interior do Nordeste do Brasil, mais conhecida como Serra das Russas.
O extintor de incêndio contém dióxido de carbono (CO2).
Os letreiros luminosos são preenchidos com gás neônio (Ne).
O rubi é uma pedra preciosa formada de óxido de alumínio (Al2O3), principalmente.
As rochas são formadas a partir de átomos que SE LIGAM IONICAMENTE!
Seus átomos se unem por ligações iônicas!
Seus átomos se unem por ligações covalentes!
Seus átomos são isolados, NÃO SE LIGAM!
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Toda substância existente na Terra é formada pela combinação de elementos químicos, exceto os gases nobres (raros);
os gases nobres estão na coluna 18 (Grupo 8A) da Tabela Periódica.
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Teoria do Octeto
18 Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
10Ne = 1s2 2s2 2p6
2He = 1s2
Camada de Valência (camada K) com 2 elétrons.
Camada de Valência com 8 elétrons nos demais gases nobres.
Estudando-se as estruturas eletrônicas dos gases nobres, percebe-se:
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Ligações Iônicas
Teoria do Octeto
Percebemos que todos os gases do grupo 18 da tabela periódica (exceto o hélio) possuem oito elétrons em sua última camada;
como esses gases pareciam não formar ligação com outros elementos, foram chamados de gases nobres pelos cientistas;
estudando os demais elementos, os cientistas perceberam que, ao formarem ligações, eles também adquiriam oito elétrons em sua última camada;
assim, uma condição para um átomo possuir estabilidade é ele adquirir oito elétrons na última camada:
é a Teoria do Octeto!
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Teoria do Octeto
Um átomo, para adquirir estabilidade, deverá possuir camada fechada, isto é, estar com oito elétrons em sua última camada (ou dois elétrons na camada K, desde que esta seja a camada de valência).
11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1
11Na+ = 1s2 2s2 2p6
K = 2; L = 8; M = 1
Perde 1 elétron para adquirir o octeto.
Família 1 A (Grupo 1):
K = 2; L = 8
12Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2
12Mg2+ = 1s2 2s2 2p6
K = 2; L = 8; M = 2
Perde 2 elétrons para adquirir o octeto.
Família 2 A (Grupo 2):
K = 2; L = 8
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13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
13Al3+ = 1s2 2s2 2p6
K = 2; L = 8; M = 3
Perde 3 elétrons para adquirir o octeto.
Família 3 A (Grupo 3):
K = 2; L = 8
7N = 1s2 2s2 2p3
7N– 3 = 1s2 2s2 2p6
K = 2; L = 5
Ganha 3 elétrons para adquirir o octeto.
Família 5 A (Grupo 15):
K = 2; L = 8
8O= 1s2 2s2 2p4
8O2 – = 1s2 2s2 2p6
K = 2; L = 6
Ganha 2 elétrons para adquirir o octeto.
Família 6 A (Grupo 16):
K = 2; L = 8
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Ligações Iônicas
9F= 1s2 2s2 2p5
9F–= 1s2 2s2 2p6
K = 2; L = 7
Ganha 1 elétron para adquirir o octeto.
Família 7 A (Grupo 17):
K = 2; L = 8
Na natureza, as substâncias buscam um estado energético mais estável, ou seja, de menor energia!
Configuração de camada fechada:
Esta regra só é válida para os elementos representativos.
ns2
np6
Energia
Distância entre os átomos
Menor estabilidade
Maior estabilidade
Imagem do Autor
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Ligações Iônicas
Ligações Iônicas
1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A
Metais
Ametais
Perdem elétrons
Ganham elétrons
Apenas compartilham elétrons.
Tendem a formar ligações covalentes.
Os átomos se unem a partir da transferência de elétrons!
Um átomo GANHA e o outro PERDE elétrons para obter o octeto!
Para Elementos Representativos!
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Ligações Iônicas
Ligações Iônicas
são as ligações que ocorrem a partir da transferência de elétrons de um METAL para um AMETAL;
o METAL perderá elétrons e tornar-se-á um CÁTION;
o AMETAL ganhará os elétrons cedidos e tornar-se-á um ÂNION.
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Representação de Lewis
Cl
Cl
Na
Na
1 elétron na camada de valência.
+
–
7 elétrons na camada de valência.
O elétron é transferido:
1A
7A
+
+
Formação do Cloreto de Sódio (NaCl)
Retículo cristalino do NaCl.
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Imagem :Benjah-bmm27/Public Domain
Gilbert Newton Lewis (1875 — 1946)
foi um químico norte-americano;
estudou na Universidade de Harvard;
de 1907 a 1912, foi professor de Físico-química no Instituto de Tecnologia de Massachusetts;
em 1912, mudou-se para a Universidade da Califórnia, onde foi professor de Química e reitor até a sua morte;
propôs o nome "fóton" para o quantum da radiação luminosa em 1926;
introduziu o desenho da camada de valência nos respectivos átomos, sendo esse novo conceito de fundamental importância na ligação iônica, o que acabou por facilitar a visualização da troca de elétrons entre os íons.
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Ligações Iônicas
Fique atento!
A ligação iônica é também chamada de ligação eletrovalente ou heteropolar;
nas ligações iônicas, as substâncias são neutras, pois as cargas anulam-se:
Cl
Cl
Mg
Mg
2+
–
2A
7A
+
+
Cl
7A
+
MgCl2
Eletricamente neutro!
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Ligações Iônicas
y – 
x+
Fórmula Geral de um Composto Iônico
C
A
C
A
Cátion
Ânion
C A
Fórmula Iônica:
A fórmula iônica representa a menor proporção no retículo cristalino! 
Perdem elétrons
Ganham elétrons
Átomos neutros
Será o índice do ânion
y
x
Será o índice do cátion
As substâncias iônicas não são moléculas! 
São agregados iônicos!
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Ligações Iônicas
Características dos compostos iônicos
não conduzem corrente elétrica no estado sólido;
os íons, ao se ligarem, neutralizam suas cargas e impedem que a corrente elétrica flua;
conduzem corrente quando fundidos ou em solução aquosa;
ao acontecer o processo de fusão ou solvatação (com a adição da água), os íons separam-se, permitindo a passagem da corrente elétrica;
são sólidos à temperatura ambiente;
por causa da força de atração entre os cátions e os ânions;
possuem altos pontos de fusão e de ebulição;
para romper as ligações iônicas, é necessário adicionar muita energia. Por isso, os pontos de fusão e de ebulição são altos.
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Ligações Iônicas
Fique Atento!
as substâncias iônicas são duras, mas quebradiças quando submetidas a impactos;
como a ligação iônica envolve a formação de íons de cargas opostas, as propriedades das substâncias iônicas dependem dessa atração dos cátions pelos ânions;
a separação dos compostos iônicos em seus íons constituintes recebe o nome de dissociação iônica;
para ocorrer a dissociação iônica, adiciona-se água geralmente (é a solvatação);
em solução aquosa, os compostos iônicos passam a conduzir a corrente elétrica.
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Ligações Iônicas
Condução de corrente elétrica
Para verificar a condução da corrente elétrica, assista a alguns experimentos em:
http://www.youtube.com/watch?v=xZ5cDldCvNM&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=F1gVlPnbVkYhttp://www.youtube.com/watch?v=rfw78ziYPxw
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Ligações Iônicas
Solvatação do Sal de Cozinha
Solvatação do NaCl
a parte negativa (-) da água fica voltada para o cátion (Na+);
e a positiva (+) volta-se para o ânion (Cl-);
a disposição do retículo cristalino do NaCl é cúbica;
cada cátion (Na+) está rodeado por 6 ânions (Cl-) e vice-versa.
Os íons fora do plano foram ocultados para simplificar a visualização!
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Ligações Iônicas
Cl-
Cl-
-Cl
-Cl
Cl-
Cl-
Imagem :Eyal Bairey/Public Domain
Imagem :Taxman/Public Domain
Nomenclatura de Compostos Iônicos
para representar a fórmula de um composto iônico, inicialmente escrevemos o cátion e depois, o ânion;
para nomear os compostos iônicos, procedemos de forma inversa:
NOME DO CÁTION + DE + NOME DO ÂNION
CyAx
Cx+Ay-
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Tabela dos Cátions
	Cátion	Nome	Carga
	Família 1 A	Lítio, sódio, potássio, rubídio	+1
	Ag+	Prata	+1
	NH4+	Amônio	+1
	Família 2 A	Berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário	+2
	Zn+2	Zinco	+2
	Cu+2	Cobre	+2
	Fe+2	Ferro II	+2
	Fe+3	Ferro III	+3
	Al+3	Alumínio	+3
	Ni+3	Níquel	+3
	Sn+4	Estanho	+4
	Pt+4	Platina	+4
Fique Atento!
A maioria dos elementos da tabela periódica são metais de transição e, como tais, possuem carga elétrica variável!
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Ligações Iônicas
Tabela dos Ânions
	Ânion	Nome	Carga
	Cl-	Cloreto	-1
	Br-	Brometo	-1
	I-	Iodeto	-1
	F-	Fluoreto	-1
	ClO-	Hipoclorito	-1
	IO3-	Iodato	-1
	NO3-	Nitrato	-1
	CN-	Cianeto	-1
	OH-	Hidróxido	-1
	S-2	Sulfeto	-2
	SO42-	Sulfato	-2
	O-2	Óxido	-2
	PO43-	Fosfato	-3
	N-3	Nitreto	-3
Para visualizar mais cátions e ânions, recomenda-se visitar:
http://omestre.awardspace.com/images/tabelas/ions.pdf , acesso em 07/07/2012. 
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Exercícios sobre Nomenclatura
Consultando a tabela de cátions e ânions, qual o nome e as fórmulas das substâncias formadas entre:
Cálcio (Ca) e Flúor (F)
Ca está na família 2A, portanto perde 2 elétrons;
F está na família 7A e ganha 1 elétron para completar o octeto.
Ca2+
F-1
CaF2
Invertendo as cargas para obter os índices
Cálcio
Fluoreto
ÂNION + de + CÁTION
Fluoreto de Cálcio
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Ligações Iônicas
Exercícios sobre Nomenclatura
b) O cátion Na+ e o ânion ClO-:
c) O cátion Fe+3 e o ânion SO42-:
Na+
ClO-
NaClO
Invertendo as cargas para obter os índices
Sódio
Hipoclorito
Hipoclorito de Sódio
Fe3+
SO42-
Fe2(SO4)3
Invertendo as cargas para obter os índices
Ferro III
Sulfato
Sulfato de Ferro III
Sulfato Férrico
ÂNION + de + CÁTION
que é o produto ativo da água sanitária!
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Imagem :MarkGallagher/Creative Commons – 
Atribuição -Partilha nos Mesmos Termos 2.5 Genérica
Aplicação no vestibular 1
(FAEE-GO) Um elemento X, cujo número atômico é 12, combina-se com um elemento Y, situado na família 5A da tabela periódica, e resulta num composto iônico cuja fórmula provável será: 
XY. 
XY2. 
X2Y. 
X2Y3. 
X3Y2.
X possui distribuição:
12X = 1s2 2s2 2p6 3s2
portanto, perderá 2 elétrons para adquirir o octeto;
como Y é um elemento da 5A, deverá ganhar 3 elétrons para ficar com 8 elétrons na última camada:
X2+
Y-3
X3Y2
Invertendo as cargas para obter os índices
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Ligações Iônicas
 (Covest) Um metal (M) do grupo 2A forma um óxido. A fórmula química deste óxido é do tipo: 
M2O. 
MO. 
MO2. 
M2O2. 
M2O3.
Aplicação no vestibular 2
sabemos que o óxido é o ânion;
o metal do grupo 2A perde 2 elétrons e torna-se o cátion:
M2+
O-2
M2O2
Invertendo as cargas para obter os índices
como a fórmula iônica representa a mínima proporção entre átomos no retículo cristalino, sempre que for possível devem-se simplificar os índices na fórmula final.
MO
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Ligações Iônicas
A Importância do Sal na Sociedade
o sal (cloreto de sódio, NaCl) era, até o início do século XX, um importante conservante alimentar. A tal ponto chegava sua importância, que foi até mesmo usado como forma de pagamento no período romano, sendo esta a origem da palavra "salário”;
atualmente, o sal vendido comercialmente contém entre 20 e 60 mg de iodo na forma de iodato de potássio (KIO3);
a carência de iodo na alimentação causa, entre outras doenças, o bócio (conhecido como papo): aumento excessivo da glândula da tireoide.
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Imagem : Martin Finborud/Public Domain
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Química e Sociedade: Anemia
O ferro é indispensável à produção da hemoglobina (pigmento dos glóbulos vermelhos);
O ferro nas hemoglobinas permite o transporte de oxigênio, e sua falta denomina-se anemia. 
A carência de ferro é a causa mais comum de anemia (anemia ferropênica).
No Brasil, verifica-se a anemia:
Nos lactentes (crianças que ainda mamam), quando alimentados com leite bovino. O ferro do leite, já escasso, é mal absorvido;
O aleitamento materno, com absorção muito superior do ferro, evita a anemia.
Nas gestantes de baixa condição socioeconômica: a passagem de ferro pela placenta, para as necessidades fetais, causa um balanço negativo de ferro; se não houver complementação, haverá anemia;
Nos idosos desassistidos: falta de recursos e dentadura em mau estado, por exemplo, fazem predominar a alimentação composta de café com leite, pão e sopas, pobres em ferro.
A anemia ferropênica cura-se em dois a três meses com a administração de sulfato ferroso (FeSO4) via oral. Outros compostos de ferro, mais caros e comercializados com a alegação de que são melhor tolerados pelo trato digestivo têm absorção insatisfatória. 
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Sulfato ferroso – Química contra a Anemia
Composição - SULFATO FERROSO
Drágea: SULFATO FERROSO ANIDRO 300 mg; excipiente q.s.p. 1 drágea. 
Gotas: SULFATO FERROSO HEPTA-HIDRATADO 125 mg; veículo q.s.p. 1 mL. 
Xarope: cada colher das de sobremesa contém: SULFATO FERROSO HEPTA-HIDRATADO 300 mg; veículo q.s.p. 10 mL.
Para saber mais sobre anemia, leia: http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?25 acesso em 08/07/2012.
Imagem : Benjah-bmm27/ Public Domain
O termo anidro significa que a composição é quase 100% pura;
Sulfato ferroso hepta-hidratado significa que o retículo cristalino do FeSO4 está rodeado por 7 moléculas de água (H2O): FeSO4.7H2O
Veículo q.s.p é a abreviação para “quantidade suficiente para”; em outras palavras, é a quantidade determinada de solvente necessária para completar um determinado volume.
Aplicação no Vestibular 3
(Covest 2002) Um dado material sólido é isolante à temperatura ambiente e, quando fundido, conduz corrente elétrica. Esse material pode ser:
0-0) o gelo seco, CO2(s).
1-1) o ferro metálico, Fe(s).
2-2) a bauxita, Al2O3(s).
3-3) o salitre do Chile, NaNO3(s).
4-4) a naftalina, naftaleno, C10H8(s).
Como vimos, apenas os COMPOSTOS IÔNICOS possuem as características descritas no enunciado. 
Então...
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Resposta: F-F-V-V-F
0-0)	A molécula de CO2 é formada pela ligação entre ametais (C e O). É um composto molecular.
1-1)	O ferro é uma substância formada apenas pela união de átomos de ferro (Fe) entre si por ligações metálicas, que conduz corrente elétrica no estado sólido.
2-2)	A bauxita é óxido de alumínio (Al2O3), formado pela combinação entre um metal (Al) e um ametal (O). Portanto, é um composto iônico.
3-3)	NaNO3 é composto pela união entre o metal Na e os ametais N e O. É um composto iônico.
4-4)	Os ametais C e H se ligam para formar o naftaleno. É um composto molecular.
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Tabela de Imagens
	n° do slide	direito da imagem como está ao lado da foto	link do site onde se consegiu a informação	Data do Acesso
	 	 	 	 
	2A	Editor at Large / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic	http://en.wikipedia.org/wiki/File:Raw_sugar_closeup.jpg	24/08/2012
	2B	Alex Khimich / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_peroxyde_uk.jpg	24/08/2012
	2C	OndřejMangl / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorid_sodn%C3%BD.JPG	24/08/2012
	2D	Roberto /Creative Commons-Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada	http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Copa_Mundial_de_la_FIFA_2010.jpg	24/08/2012
	3A	Rolf Süssbrich / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neon_light.jpg	24/08/2012
	3B	Bkell / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cut_Ruby.jpg	24/08/2012
	3C	minima.das.alagoas / Creative Commons - Atribuição 2.0 Genérica. 	http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Serra_das_Russas.jpg	24/08/2012
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	12	Benjah-bmm27 / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-chloride-3D-ionic.png	24/08/2012
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	24	MarkGallagher / Creative Commons – Atribuição-Partilha nos Mesmos Termos 2.5 Genérica	http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bleach-bottle.jpg	24/08/2012
	27	Martin Finborud / Public Domain	http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Kone_med_stor_struma.jpg	24/08/2012
	29	Benjah-bmm27 / Public Domain	http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Iron(II)-sulfate-heptahydrate-sample.jpg	24/08/2012