Ânion: formação, características e tipos - Ciência - 2023

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UMA ânion É qualquer espécie química com carga negativa, além de ser um dos dois tipos de íons existentes. Sua carga negativa se origina do fato de possuir um excesso de elétrons em relação à forma neutra da espécie; Para cada elétron adicional, sua carga negativa aumenta em um.

A carga negativa pode estar localizada em um ou mais átomos, além de incluir sua influência na molécula como um todo. Para simplificar, independentemente de onde a carga (-) está, toda a espécie, composto ou molécula é considerada um ânion.

Se uma espécie neutra X ganhar um elétron, o excesso de cargas negativas se manifestará na formação do ânion X^–, o que também levará a um aumento do seu raio atômico (imagem superior, com esferas verdes). X e X^– eles diferem enormemente em suas propriedades e na maneira como interagem com seu ambiente.

Se agora assumirmos que X é o átomo de H, por exemplo, um cátion ou ânion pode surgir dele: H⁺ ou H^–, respectivamente. O cátion H⁺ É o íon hidrogênio, também chamado de próton; e o H^– é o ânion hidreto, o "mais simples" de todos os ânions conhecidos.

Formação de um ânion

A formação de um ânion pode ser facilmente explicada na teoria; embora, experimentalmente, possa ser um desafio, especialmente se for desejado puro, sem cargas positivas atraídas por suas cargas negativas.

Cobranças formais e menos links

Um ânion se forma quando há um excesso ou ganho de elétrons em um átomo. O referido ganho pode ser determinado fazendo uso das cargas formais em uma estrutura de Lewis. Além disso, por meio do método anterior, é possível saber exatamente de qual átomo ou grupo deles vem a carga negativa.

Quando os átomos formam ligações covalentes, mesmo que a distribuição dos elétrons seja equitativa, pode haver uma perda parcial dos elétrons. Nesse sentido, quanto menos ligações, mais átomos eletronegativos se formam, mais pares de elétrons livres eles terão e, portanto, exibem cargas negativas.

Considere, por exemplo, a molécula de amônia, NH₃. NH₃ é neutro e, portanto, não tem cargas elétricas. Se um H fosse removido, ou seja, uma ligação N-H fosse quebrada, o ânion NH seria obtido₂^–. Desenhando sua estrutura de Lewis e calculando a carga formal de N, isso pode ser verificado.

Continuando na quebra de mais ligações N-H, agora temos o ânion NH^2-; e eliminando o último H, o ânion N é finalmente obtido^3-, chamado de ânion nitreto. O nitrogênio não tem mais como ganhar mais elétrons e sua carga -3 é a mais negativa que pode atingir; seus orbitais não querem mais.

Reduções

Um ânion pode ser formado como resultado de uma redução: ele ganha elétrons oxidando outra espécie, que os perde. O oxigênio, por exemplo, representa muito bem esse tipo de reação química.

Quando o oxigênio é reduzido, ele oxida outra espécie e se torna o ânion óxido, O^2-; presente em inúmeros minerais e compostos inorgânicos.

Fisica

Um átomo pode ganhar elétrons se estiver na fase gasosa:

X (g) + e^– => X^–(g)

Esta forma de formar um ânion implica um amplo conhecimento de técnicas físicas, já que os ânions gasosos não são fáceis de estudar, nem todas as espécies são facilmente volatilizadas ou atomizadas para a fase gasosa.

Caracteristicas

Em termos gerais, as características típicas de um ânion serão mencionadas abaixo antes de discutir seus tipos e exemplos:

-É mais volumoso que o átomo neutro do qual deriva.

-Pode ser mais ou menos estável, apesar da crescente repulsão eletrônica entre seus próprios elétrons.

-Se o ânion vem de um átomo eletronegativo baixo, como o carbono, ele é muito reativo.

-Estabelecer fortes momentos de dipolo.

-Aumenta ainda mais sua interação com solventes polares.

-O ânion monoatômico é isoeletrônico ao gás nobre de seu período; ou seja, tem o mesmo número de elétrons em sua camada de valência.

-Pode polarizar a nuvem eletrônica de um átomo vizinho, repelindo seus elétrons externos.

Tipos

Monatômico

Como o próprio nome sugere, é um ânion que consiste em um único átomo: a carga negativa está bem localizada. Cada grupo na tabela periódica tem cargas negativas características; e como são ânions, são os não metais localizados no bloco p. Alguns exemplos e seus nomes estão abaixo:

-Cl^–, cloreto.

-EU^–, Eu durar.

-F^–, flúor.

-Br^–, brometo.

-OU^2-, ferrugem.

-S^2-, enxofre.

-Eu sei^2-, seleneto.

-Chá^2-, telureto.

-Po^2-, poloniuro.

-N^3-, nitreto.

-P^3-, fosforeto.

-Ás^3-, arseneto.

-Sb^3-, antimonurus.

-C^4-, carboneto.

-Sim^4-, siliceto.

-B^3-, boreto.

Oxoanions

Os oxoanions são caracterizados por terem uma ligação X = O, onde X pode ser qualquer elemento não metálico (exceto flúor) ou um metal (cromo, manganês, ect.). Eles também podem ter um ou mais links simples X-O.

Alguns oxoanions com seus respectivos nomes são:

-ClO^–, hipoclorito.

-Mano^–, hipobromito.

-IO^–, hipoiodito.

-ClO₂^–, clorito.

-ClO₃^–, clorato.

-IO₃^–, iodato.

-ClO₄^–, perclorato.

-PO₄^3-, fosfato.

-CO₃^2-, carbonato.

-CrO₄^2-, cromato.

-Cr₂OU₇^2-, dicromato.

-SW₄^2-, sulfato.

-S₂OU₃^2-, tiossulfato.

-NÃO₃^–, nitrato.

-NÃO₂^–, nitrito.

-BO₃^3-, borato.

-AsO₄^3-, arsenato.

-PO₃^3-, fosfito.

-MnO₄^–, permanganato.

Orgânico

As moléculas orgânicas têm grupos funcionais que podem se tornar eletricamente carregados. Como? Ao formar ou quebrar ligações covalentes, muito semelhantes ao exemplo da molécula de NH₃.

Alguns ânions orgânicos são:

-CH₃COO^–, acetato.

-HCOO^–, Format.

-C₂OU₄^2-, oxalato.

-RCOO^–, carboxilato.

-CH₃CONH^–, amidate.

-RO^–, alcóxido.

-R₃C^–, carbanião.

-CH₃OU^–, metóxido.

Poliatômico

Oxoanions também são ânions poliatômicos, ou seja, eles consistem em mais de um átomo. O mesmo se aplica aos ânions orgânicos. No entanto, poliatômicos não se enquadram em nenhuma das classificações acima. Alguns deles são:

-CN^–, cianeto (tem uma ligação tripla, C≡N).

-OCN^–, cianato.

-SCN^–, tiocianato.

-NH₂^–, Amide.

-OH^–, hidroxila, hidróxido ou hidroxila.

-OU₂^–, superóxido.

-OU₂^2-, peróxido.

Molecular ou complexo

Em ânions orgânicos foram mencionados alguns grupos funcionais carregados negativamente. Esses grupos podem ser parte de uma molécula grande e, portanto, o ânion pode ser um composto totalmente robusto com muitas ligações. O mais simples deste tipo de ânions é a hipotética molécula H₂^–.

Outro exemplo desses ânions são os polissulfetos, S_n^2-, que consistem em cadeias com várias ligações S-S. Da mesma forma, compostos de coordenação de metal com carga negativa, como [CoCl₄(NH₃)₂]⁻ e [CuCl₄]^2-.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2019). Anion. Recuperado de: es.wikipedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 de março de 2019). Tabela de ânions comuns e lista de fórmulas. Recuperado de: Thoughtco.com
Fundação CK-12. (29 de junho de 2016). Formação de ânions. Chemistry LibreTexts. Recuperado de: chem.libretexts.org
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American Physical Society. (3 de novembro de 2011). Sinopse: O ânion molecular mais simples. Recuperado de: physics.aps.org