Íons, Cátions e Ânions: o que são e como agem?

Nas famosas aulas de química, um assunto que assusta muitos alunos diz respeito aos íons, cátions e ânions. Saiba mais o que são esses elementos e como eles agem quimicamente.

O íon é definido como um átomo eletrizado que ganhou ou perdeu elétrons; assim, o cátion e o ânion são considerados íons, nos quais os cátions, normalmente formados por metais alcalinos (família IA) e metais alcalinos terrosos (família IIA) da tabela periódica, apresentam carga positiva, na medida em que perdem um ou mais elétrons (ionização), resultando em num número de prótons superior em relação ao número de elétrons.

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.

Isso ocorre porque segundo a Teoria do Octeto, os átomos possuem a tendência de se estabilizarem e ficarem neutros (mesma quantidade de prótons e nêutrons), ou seja, com 8 elétrons na última camada eletrônica (camada de valência).

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

Por fim, os cátions que apresentam carga ⁺¹ são chamados de monopositivos; os que possuem a carga ⁺² são denominados de dipositivos; os cátions que apresentam carga ⁺³ recebem o nome de tripositivos; e por fim, os que apresentam carga ⁺⁴ são os tetrapositivos.

No caso dos ânions, os monovalentes apresentam carga ⁻¹; os bivalentes possuem carga ⁻²; os trivalentes, ⁻³; e por fim, os tetravalentes possuem a carga ⁻⁴.

Os átomos são eletricamente neutros no estado fundamental, pois a quantidade de prótons no núcleo (partículas positivas de carga igual a ⁺¹) é igual ao número de elétrons presentes na eletrosfera (partículas negativas de carga igual a ⁻¹), sendo assim essas cargas se anulam.

Agora vejamos o exemplo do sódio. No estado fundamental, esse elemento possui número atômico (Z = prótons) igual a 11 e 11 elétrons, sendo representado por Na ou por Na0:

Observe que ele possui um elétron na camada de valência (última camada eletrônica), assim, para ficar mais estável, esse elemento pode perder esse elétron.

O resultado é que a quantidade de partículas positivas (prótons) será maior em uma unidade e ocorrerá a formação de um íon positivo, com carga ⁺¹, representado por Na⁺.

O fato de perder ou ganhar elétrons muda totalmente as propriedades químicas e físicas das espécies químicas. Isso acontece com o sódio, que no estado fundamental é um metal sólido e mole, sendo muito reativo, explodindo até mesmo em contato com a água e precisando ser guardado em querosene para não entrar em contato com o ar:

O sódio metálico é sólido e altamente reativo. Por isso, o sódio que nós ingerimos nos alimentos não é o sódio mesmo (Na), mas, na verdade, trata-se do cátion sódio (Na⁺).

Por exemplo, o sal de cozinha é o cloreto de sódio (NaCl), que é formado quando o sódio perde um elétron para o cloro, realizando uma ligação iônica e formando os íons Na⁺ e Cl⁻.

Isso significa que quando comemos algum alimento com sal, estamos ingerindo o cátion sódio. Esse cátion é essencial para algumas funções importantes em nosso organismo, sendo que a principal é transportar impulsos elétricos através dos nervos e fibras.

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.

Exemplos de Cátions

Na⁺¹ (sódio)

K⁺¹ (potássio)

Mg⁺² (magnésio)

Ca⁺² (cálcio)

Zn⁺² (zinco)

Al⁺³ (alumínio)

Pb⁺⁴ (chumbo)

Exemplos de Ânions

Cl⁻¹ (cloro)

Br⁻¹(Bromo)

F⁻¹(flúor)

O⁻² (oxigênio)

S⁻² (enxofre)

N⁻³ (nitrogênio)