Química · 9.ª–12.ª classe

O que é a ligação iónica?

  • 8 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

A ligação iónica é a atração elétrica entre iões de carga oposta, formados quando um metal cede eletrões a um não metal. O metal torna-se catião (positivo) e o não metal anião (negativo). Exemplo: o sódio cede um eletrão ao cloro e forma-se o cloreto de sódio, NaCl.

Definição e características

Quando um átomo de baixa energia de ionização (um metal) encontra um átomo com forte tendência para captar eletrões (um não metal), pode dar-se uma transferência de eletrões. Os iões formados atraem-se por forças eletrostáticas e, no sólido, organizam-se numa rede cristalina regular, onde cada ião é rodeado por iões de carga contrária.

Como se forma, passo a passo (NaCl)

  1. Na (Z = 11): 2, 8, 1. Perde 1 eletrão e fica Na+ (2, 8).
  2. Cl (Z = 17): 2, 8, 7. Ganha 1 eletrão e fica Cl− (2, 8, 8).
  3. Os iões Na+ e Cl− atraem-se. No cristal, cada ião Na+ está rodeado por 6 iões Cl− e vice-versa.

Não existem «moléculas de NaCl»: o que existe é uma rede de iões. A fórmula NaCl indica apenas a proporção 1 : 1.

Propriedades dos compostos iónicos

  • Sólidos à temperatura ambiente, com pontos de fusão e de ebulição elevados (a atração entre iões é forte).
  • Duros mas quebradiços: um golpe desloca camadas e iões de igual carga ficam lado a lado, repelindo-se, o que fende o cristal.
  • Não conduzem eletricidade no estado sólido (os iões estão presos), mas conduzem fundidos ou dissolvidos em água (os iões movem-se).
  • Muitos são solúveis em água, embora nem todos (o carbonato de cálcio é pouco solúvel).
CaracterísticaComposto iónico típico
Estado físico (25 °C)sólido
Ponto de fusãoelevado
Condutividade (sólido)não conduz
Condutividade (fundido ou em solução)conduz

Como obter a fórmula

A soma das cargas tem de ser zero. Método do «cruzamento»: o valor da carga de um ião passa a ser o índice do outro.

Fórmula de um composto iónico

n+ catiões e m− aniões: a carga positiva total iguala a negativa total. Ex.: Al3+ e O2− → Al2O3, porque 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0

Exemplos do quotidiano

  • Sal de cozinha (NaCl): tempero e conservante de alimentos, como o peixe seco.
  • Cal viva (CaO): óxido de cálcio, composto iónico (Ca2+ e O2−) usado na construção.
  • Cloreto de cálcio (CaCl2): composto iónico muito solúvel em água, usado, por exemplo, para absorver humidade.
  • Fluoreto de sódio (NaF): composto iónico adicionado a alguns cremes dentários.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Formação do fluoreto de lítio

Enunciado: O lítio (Z = 3) reage com o flúor (Z = 9). Descreva a transferência de eletrões e escreva a fórmula do composto.

Resolução:

  1. Li: 2, 1. Perde 1 eletrão e dá Li+ (2).
  2. F: 2, 7. Ganha 1 eletrão e dá F− (2, 8).
  3. Uma carga +1 e uma −1 anulam-se: proporção 1 : 1.

Resposta: fórmula LiF, composto iónico. Verificação: +1 − 1 = 0.

Exemplo 2 — Fórmula do cloreto de cálcio

Enunciado: O cálcio (grupo 2) combina-se com o cloro (grupo 17). Escreva a fórmula.

Resolução:

  1. Ca perde 2 eletrões: Ca2+.
  2. Cl ganha 1 eletrão: Cl−.
  3. Para anular +2 são precisos dois Cl−: 2 + 2 × (−1) = 0.

Resposta: CaCl2. Verificação: a carga total é zero.

Exemplo 3 — Óxido de alumínio

Enunciado: Escreva a fórmula do composto formado por alumínio (grupo 13) e oxigénio (grupo 16).

Resolução:

  1. Al perde 3 eletrões: Al3+. O ganha 2: O2−.
  2. Procura-se o menor múltiplo comum de 3 e 2, que é 6.
  3. 6 ÷ 3 = 2 iões Al3+ e 6 ÷ 2 = 3 iões O2−.

Resposta: Al2O3. Verificação: 2 × (+3) + 3 × (−2) = +6 − 6 = 0.

Exemplo 4 — Explicar a condutividade

Enunciado: O cloreto de sódio sólido não conduz a corrente elétrica, mas a solução de sal em água conduz. Explique.

Resolução:

  1. No sólido, os iões Na+ e Cl− estão fixos na rede e não se podem deslocar.
  2. Ao dissolver em água, os iões separam-se e ficam livres.
  3. Iões livres transportam carga elétrica quando se aplica uma tensão.

Resposta: a condutividade exige partículas carregadas com mobilidade, que só existem no estado fundido ou em solução. Verificação: o sal fundido também conduz.

Erros frequentes

  • Falar em «moléculas» de NaCl. Os compostos iónicos formam redes de iões; usa-se o termo «unidade de fórmula».
  • Dizer que o metal ganha eletrões. O metal cede eletrões e fica positivo.
  • Esquecer de anular as cargas e escrever fórmulas como AlO ou CaCl.
  • Achar que todo o composto com metal é iónico. A maioria dos compostos entre metal e não metal é, mas há exceções com forte caráter covalente.
  • Dizer que o sólido iónico conduz eletricidade. Só conduz fundido ou em solução.
  • Ignorar a diferença entre átomo e ião. Na tem 11 eletrões; Na+ tem 10.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Descreva a formação do óxido de magnésio, MgO, a partir de Mg (Z = 12) e O (Z = 8).

Ver dica

Escreva as distribuições 2, 8, 2 e 2, 6.

Ver solução

Mg (2, 8, 2) cede 2 eletrões e dá Mg2+ (2, 8). O (2, 6) ganha 2 e dá O2− (2, 8). As cargas +2 e −2 anulam-se: MgO.

2Exercício 2

Escreva as fórmulas dos compostos formados por (a) K e Br; (b) Mg e Cl; (c) Na e O.

Ver solução

(a) K+ e Br−: KBr. (b) Mg2+ e Cl−: MgCl2. (c) Na+ e O2−: Na2O (2 × (+1) + (−2) = 0).

3Exercício 3

Das substâncias seguintes, indique as iónicas: KBr, CO2, H2O, Li2O.

Ver solução

KBr e Li2O (metal + não metal). CO2 e H2O são formados só por não metais e são covalentes.

4Exercício 4

Porque é que um cristal de sal se parte quando é golpeado com um martelo, em vez de se deformar como um metal?

Ver solução

O golpe desloca uma camada de iões em relação à vizinha. Passam a ficar lado a lado iões de carga igual, que se repelem, e o cristal fende-se. Nos metais os eletrões deslocalizados mantêm a coesão quando as camadas deslizam.

5Exercício 5

Um sólido branco funde a 801 °C, não conduz eletricidade no estado sólido mas conduz quando fundido. Que tipo de ligação é provável? Justifique.

Ver solução

Ligação iónica. Ponto de fusão elevado (forte atração entre iões), não conduz no estado sólido (iões fixos) e conduz fundido (iões móveis). O valor 801 °C corresponde ao do NaCl.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre ligação iónica e conceitos parecidos?

Na iónica há transferência de eletrões e atração entre iões; na covalente há partilha de eletrões entre átomos. Além disso, a iónica forma redes cristalinas, enquanto a covalente molecular forma moléculas individuais.

Onde se aplica a ligação iónica na prática?

No sal de cozinha, na cal usada na construção, em fertilizantes, em eletrólitos de pilhas e na conservação de alimentos. Explica também porque a água salgada conduz eletricidade.

Que erros os estudantes cometem sobre ligação iónica?

Falar de moléculas de NaCl, esquecer a neutralidade elétrica ao escrever fórmulas e afirmar que o sólido iónico conduz eletricidade.

Resumo

  • Ligação iónica é a atração entre catiões e aniões, resultante da transferência de eletrões de um metal para um não metal.
  • Forma uma rede cristalina de iões, não moléculas.
  • Os compostos iónicos têm pontos de fusão elevados e são quebradiços.
  • Só conduzem a corrente fundidos ou dissolvidos.
  • A soma das cargas na fórmula é zero (por exemplo, Al2O3).

Onde aprofundar

  • Manual de Química da sua classe e programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre ligação iónica e covalente.
  • A IUPAC, para a nomenclatura dos compostos iónicos.

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