Catião: formação, diferenças com ânion e exemplos

Catião é um termo utilizado na química para descrever um íon com carga positiva, resultante da perda de elétrons por um átomo. Essa formação ocorre quando um átomo perde elétrons em uma reação química, tornando-se eletricamente carregado. Os cátions têm carga positiva, enquanto os ânions têm carga negativa. As diferenças entre cátions e ânions são fundamentais para entender a química e a formação de compostos iônicos. Alguns exemplos de cátions incluem o íon hidrogênio (H+), o íon sódio (Na+) e o íon potássio (K+).

Exemplos de cátions e ânions: entenda as diferenças e suas aplicações na química.

Os cátions e ânions são íons carregados eletricamente que desempenham um papel fundamental na química. Os cátions são íons com carga positiva, enquanto os ânions são íons com carga negativa. A formação de cátions ocorre quando um átomo perde elétrons, tornando-se positivamente carregado, enquanto a formação de ânions ocorre quando um átomo ganha elétrons, tornando-se negativamente carregado.

Uma das principais diferenças entre cátions e ânions é a carga elétrica: os cátions têm carga positiva, representada por um sinal de mais (+), enquanto os ânions têm carga negativa, representada por um sinal de menos (-). Além disso, os cátions são geralmente menores que os átomos neutros correspondentes, devido à perda de elétrons, enquanto os ânions são maiores, devido ao ganho de elétrons.

Alguns exemplos de cátions incluem o íon sódio (Na+), o íon potássio (K+), e o íon cálcio (Ca2+). Esses cátions desempenham papéis importantes em processos biológicos e industriais, como a transmissão de sinais nervosos e a produção de fertilizantes.

Por outro lado, exemplos de ânions incluem o íon cloreto (Cl-), o íon sulfato (SO4 2-), e o íon nitrato (NO3-). Esses ânions também têm aplicações importantes, como na purificação de água e na produção de produtos químicos.

Em resumo, os cátions e ânions desempenham papéis essenciais na química, com diferenças significativas em termos de carga elétrica e tamanho. Compreender essas diferenças é fundamental para o estudo e aplicação dos íons na química.

Processo de formação de íons positivos e negativos no contexto da química.

No contexto da química, os íons são átomos que perderam ou ganharam elétrons, resultando em cargas elétricas positivas ou negativas. Os cátions são íons positivos, formados quando um átomo perde elétrons, enquanto os ânions são íons negativos, formados quando um átomo ganha elétrons.

Os cátions são formados quando um átomo perde elétrons, tornando-se um íon positivo. Isso ocorre quando um átomo tem uma menor afinidade por elétrons e, portanto, é mais propenso a liberar elétrons para alcançar estabilidade. Por exemplo, o sódio (Na) perde um elétron para se tornar um cátion Na+.

Por outro lado, os ânions são formados quando um átomo ganha elétrons, resultando em um íon negativo. Isso acontece quando um átomo tem uma alta afinidade por elétrons e é capaz de atrair elétrons de outros átomos. Um exemplo comum é o cloro (Cl), que ganha um elétron para se tornar um ânion Cl.

Em resumo, os cátions são íons com carga positiva, formados pela perda de elétrons, enquanto os ânions são íons com carga negativa, formados pelo ganho de elétrons. Essa diferença de carga resulta em propriedades distintas entre os dois tipos de íons.

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Qual é a natureza da carga de ânion?

A carga de ânion é negativa, o que significa que os ânions possuem mais elétrons do que prótons em sua estrutura. Isso resulta em uma carga líquida negativa, tornando-os atraídos por cátions, que possuem uma carga positiva.

Os ânions são formados quando um átomo ou molécula ganha elétrons, tornando-se negativamente carregado. Isso ocorre, por exemplo, quando um átomo de cloro ganha um elétron para formar o ânion cloreto (Cl-).

É importante ressaltar que os ânions têm propriedades químicas distintas dos cátions. Enquanto os cátions tendem a se combinar com ânions para formar compostos iônicos, os ânions têm uma tendência maior para formar ligações covalentes, compartilhando elétrons com outros átomos.

Alguns exemplos comuns de ânions incluem o cloreto (Cl-), o nitrato (NO3-) e o sulfato (SO4 2-). Esses ânions desempenham papéis essenciais em muitos processos químicos e biológicos, contribuindo para a diversidade e complexidade da química inorgânica.

Principais cátions presentes na natureza e em compostos químicos: uma análise detalhada.

Catiões são íons com carga positiva, formados pela perda de elétrons durante uma reação química. Eles são encontrados em diversos compostos químicos e desempenham um papel fundamental em várias reações químicas. Alguns dos principais cátions presentes na natureza incluem o cálcio (Ca2+), o sódio (Na+) e o potássio (K+).

Os cátions são diferentes dos ânions, que são íons com carga negativa. Enquanto os cátions perdem elétrons durante uma reação química, os ânions ganham elétrons. Essa diferença na carga elétrica dos íons afeta diretamente as propriedades químicas dos compostos em que estão presentes.

Um exemplo comum de um composto contendo cátions é o cloreto de sódio (NaCl), mais conhecido como sal de cozinha. Neste composto, o cátion sódio (Na+) está ligado ao ânion cloreto (Cl-) para formar um composto iônico estável.

Em resumo, os cátions desempenham um papel crucial na química, tanto na natureza quanto em compostos químicos. Eles são íons com carga positiva formados pela perda de elétrons e podem estar presentes em uma ampla variedade de compostos químicos.

Catião: formação, diferenças com ânion e exemplos

Um cátion é uma espécie química que possui uma carga positiva. Ele forma junto com o ânion os dois tipos de íons existentes. Sua carga é o produto de uma deficiência de elétrons no átomo, o que faz com que os prótons do núcleo exerçam uma atração maior. Para cada elétron que perde um átomo neutro, a carga positiva em uma unidade é aumentada.

Se um átomo perde um elétron e, portanto, o número de prótons é maior que um, então sua carga positiva será +1; Se você perder dois elétrons, a carga será +2 e assim por diante. Quando um cátion tem uma carga +1, é dito ser monovalente; por outro lado, se a referida carga for maior que +1, o cátion será versátil.

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Catião: formação, diferenças com ânion e exemplos 1

Ion Hydronium, um dos cátions mais simples. Fonte: Gabriel Bolívar

Na imagem acima, o cátion H 3 O + , chamado íon hidrônio, é mostrado. Como pode ser visto, ele tem uma carga de +1, sendo um cátion monovalente.

Os cátions são espécies importantes, pois exercem uma força eletrostática com seu ambiente e as moléculas ao redor. Eles têm uma alta interação com a água, um líquido que os hidrata e os transporta em solos úmidos e, em seguida, atinge as raízes das plantas e é usado para suas funções fisiológicas.

Como se forma um cátion?

Foi mencionado que quando um átomo perde um elétron, seu maior número de prótons, em relação aos elétrons, exerce uma força atrativa que resulta em uma carga positiva. Mas como pode ocorrer a perda do elétron? A resposta depende da transformação que ocorreu nas reações químicas.

Deve-se notar que a presença de um átomo carregado positivamente não implica necessariamente a formação de um cátion. Para ser considerado como tal, não deve haver um átomo com uma carga formal negativa que o neutralize. Caso contrário, haveria atração e repulsão dentro do mesmo composto e seria neutro.

Cobranças formais e mais links

Os átomos eletronegativos atraem elétrons de suas ligações covalentes para eles. Embora os elétrons sejam compartilhados equitativamente, chega um ponto em que eles terão parcialmente menos elétrons do que em sua configuração basal; isto é, o de seus átomos livres sem estar ligado a outros elementos.

Então, esses átomos eletronegativos começarão a experimentar uma deficiência de elétrons e, com isso, os prótons de seus núcleos exercerão uma força maior de atração; A carga positiva formal nasce. Se houver apenas uma carga formal positiva, o composto manifestará uma carga iônica global positiva; O cátion nasce assim.

O átomo de oxigênio do cátion H 3 O + é um exemplo fiel do acima exposto. Tendo três ligações OH, uma a mais do que na molécula de água (HOH), ele experimenta a perda de um elétron a partir do estado basal. Os cálculos formais de carga permitem determinar quando isso acontece.

Se a formação de outra ligação OH for assumida por um momento, o cátion divalente H 4 O 2+ será obtido . Observe que a carga divalente acima do cátion é escrita da seguinte forma: número seguido pelo símbolo ‘+’; da mesma maneira que procedemos com os ânions.

Oxidação

Os metais são treinadores de cátion por excelência. No entanto, nem todos podem formar ligações covalentes (ou pelo menos puramente covalentes). Em vez disso, eles perdem elétrons para estabelecer ligações iônicas: uma carga positiva atrai uma negativa, unida por forças físicas.

Portanto, os metais perdem elétrons para passar de M para M n + , onde n é geralmente igual ao número do grupo na tabela periódica; embora n possa assumir vários valores inteiros, o que ocorre especialmente com metais de transição. Essa perda de elétrons é realizada em um tipo de reação química chamada oxidação.

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Os metais oxidam, perdem um elétron, o número de prótons em seus átomos excede o dos elétrons e, portanto, exibem uma carga positiva. Para que haja oxidação, deve haver um agente oxidante, que reduza ou ganhe elétrons perdidos pelos metais. O oxigênio é o agente oxidante mais conhecido de todos.

Diferenças com o ânion

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Contração do raio atômico em um cátion. Fonte: Gabriel Bolívar

Abaixo estão as diferenças entre um cátion e um ânion:

-O cátion em geral é menor que o ânion. A imagem acima mostra como o raio atômico do Mg é reduzido pela perda de dois elétrons e pelo cátion Mg 2+ ; o oposto ocorre com os ânions: eles se tornam mais volumosos.

-Tem mais prótons que elétrons, enquanto o ânion tem mais elétrons que prótons.

-Por ser menor, sua densidade de carga é maior e, portanto, possui maior poder de polarização; isto é, deforma as nuvens eletrônicas dos átomos vizinhos.

-Um cátion se move na mesma direção que o campo elétrico aplicado, enquanto o ânion o faz na direção oposta.

Exemplos dos cátions mais comuns

Monoatômico

Os cátions monoatômicos vêm principalmente de metais (com certas exceções, como o H + ). Do resto, é extremamente raro considerar um cátion derivado de um elemento não metálico.

Veremos que muitos deles são di ou polivalentes e que as magnitudes de suas cargas correspondem ao número de seus grupos na tabela periódica.

-Li +

-Na +

-K +

-Rb +

-Cs +

-Fr +

-Ag +

Todos têm em comum a carga ‘1+’, que é escrita sem a necessidade de colocar o número e também vem do grupo 1: metais alcalinos. Além disso, existe o cátion Ag + , um dos metais de transição mais comuns.

-Be 2+

-Mg 2+

-Ca 2+

-Sr 2+

-Ba 2+

-Ra 2+

Estes cátions divalentes derivam de seus respectivos metais pertencentes ao grupo 2: metais alcalino-terrosos.

-Em 3+

-Ga 3+

-Em 3+

-Tl 3+

-Nh 3+

Cátions trivalentes do grupo boro.

Até agora, os exemplos foram caracterizados por ter uma única valência ou carga. Outros cátions exibem mais de um estado de valência ou oxidação positiva:

-Sn 2+

-Sn 4+ (estanho)

-Co 2+

-Co 3+ (cobalto)

-Au +

-Au 3+ (ouro)

-Fe 2+

-Fe 3+ (ferro)

E outros metais, como o manganês, podem ter ainda mais valências:

-Mn 2+

-Mn 3+

-Mn 4+

-Mn 7+

Quanto maior a carga, menor e mais polarizador será o cátion.

Polyatomic

Sem entrar na química orgânica, existem cátions inorgânicos e poliatômicos que são muito comuns na vida cotidiana; tais como:

-H 3 O + (hidrônio, já mencionado).

-NH 4 + (amônio).

-NO 2 + (nitrônio, presente nos processos de nitração).

-PH 4 + (fosfónio).

Referências

  1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 de maio de 2019). Definição e Exemplos de cátions. Recuperado de: thoughtco.com
  3. Wyman Elizabeth (2019). Cação: Definição e Exemplos. Estudo Recuperado de: study.com
  4. Manequins (2019). Íons positivos e negativos: cátions e ânions. Recuperado de: dummies.com
  5. Wikipedia (2019). Cátion Recuperado de: en.wikipedia.org

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