Íons poliatômicos: lista e exercícios - Ciência - 2023

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o íons poliatômicos São todos aqueles que contêm dois ou mais átomos, por isso também são conhecidos pelo nome de íons moleculares. Em contraste, os íons monoatômicos têm apenas um átomo e são derivados do ganho ou perda de elétrons sofridos pelos elementos da tabela periódica.

Por exemplo, se dermos uma olhada nos metais, teremos cátions: Na⁺, Mg²⁺, Ga³⁺, Tu⁴⁺etc. Enquanto isso, os elementos não metálicos em essência nos darão ânions: O^2-, S^2-, F^–, N^3-etc. Neles, a carga iônica é totalmente localizada e, até certo ponto, o mesmo acontece com os íons poliatômicos; embora haja milhares de exceções.

Em um íon poliatômico, normalmente a carga negativa repousa sobre os átomos mais eletronegativos, e tal situação só seria possível se houvesse ligações covalentes internas. Como existem ligações covalentes, estamos diante de uma molécula carregada ionicamente ou complexo metálico. Esses tipos de íons são altamente predominantes na química orgânica.

Na química inorgânica, por exemplo, um dos íons mais conhecidos é o ânion sulfato, SO₄^2-. Como pode ser visto, ele possui dois elementos: enxofre e oxigênio, que somam um total de cinco átomos ligados por ligações S-O. O então₄^2- Faz parte do gesso e de suas variedades mineralógicas, muito utilizadas desde a antiguidade na construção civil.

Lista dos íons poliatômicos mais comuns

Alguns dos íons poliatômicos mais comuns serão mencionados abaixo. Dois deles, cruciais na química de soluções, vêm da mesma água.

Hydronium

O cátion hidrônio, H₃OU⁺, é um dos cátions poliatômicos mais simples. A carga positiva reside no átomo central de oxigênio. É gerado quando uma molécula de água ganha hidrogênio.

Hidroxila

Também conhecido como hidroxil, OH^–, é um ânion poliatômico que consiste apenas em dois átomos ligados covalentemente, O-H. A carga negativa é encontrada no átomo de oxigênio e é gerada quando uma molécula de água perde um hidrogênio.

Carbonato

Ânion carbonato, CO₃^2-, Pode ser encontrada em calcário e mármore, bem como giz em quadros-negros. Suas duas cargas negativas são deslocalizadas por ressonância entre os três átomos de oxigênio, sendo o carbono o átomo central.

Nitrato

Ânion nitrato, NÃO₃^–, essencial para as plantas, tem uma estrutura muito semelhante à do carbonato. Novamente, a carga negativa é deslocalizada entre os oxigênios porque eles são os átomos mais eletronegativos.

Amônio

Depois do hidrônio, amônio, NH₄⁺, é o cátion mais relevante porque é derivado da amônia, um gás essencial para uma miríade de processos industriais. O nitrogênio é o átomo central e, apesar de ser o mais eletronegativo, possui carga positiva por perder um elétron ao formar quatro ligações N-H.

Peróxido

O ânion peróxido, O₂^2-, é especial porque é diatômico e homonuclear, tendo uma ligação O-O.

Oxalato

O ânion oxalato, C₂OU₄^2-É derivado do ácido oxálico e é literalmente uma pedra nos rins.

Fosfato

Anião fosfato, PO₄^3-, tem uma grande magnitude de carga, que é deslocalizada entre seus quatro átomos de fósforo por ressonância. É encontrado em minerais abundantes e constitui os cristais dos nossos ossos.

Cianeto

Ânion cianeto, CN^–, também é diatômico, mas heteronuclear. A carga negativa reside no átomo de nitrogênio e tem uma ligação tripla, C≡N^–.

Acetato

Acetato, CH₃COO^–, é talvez o ânion poliatômico orgânico mais representativo. Observe que ele tem três elementos e um caráter mais molecular do que os outros íons (mais ligações covalentes). Este ânion pode ser obtido a partir do vinagre neutralizado com bicarbonato de sódio.

Permanganato

Até agora, nenhum íon poliatômico teve um átomo central diferente de um elemento não metálico eletronegativo. No entanto, no caso do permanganato, o átomo central é um metal de transição, manganês, MnO₄^–, com a carga negativa deslocalizada entre seus quatro átomos.

Esse ânion é fácil de reconhecer porque seus compostos geralmente têm cristais violetas brilhantes, que tingem suas soluções da mesma cor.

Cromato

Semelhante ao caso do permanganato, cromato, CrO₄^2-, tem o cromo como átomo central. Ao contrário de MnO₄^–, o cromato é divalente e a cor de suas soluções não é violeta, mas amarela.

Exercícios

Exercício 1

Quais íons constituem o seguinte sal? NH₄Pipoca₃

A fórmula química já revela a presença do cátion sódio, Na⁺, uma vez que sempre será poliatômico e não formará ligações covalentes. À direita, você pode reconhecer imediatamente o ânion carbonato, CO₃^2-; enquanto à esquerda, o cátion amônio se destaca. Portanto, os íons se tornam: NH₄⁺, N / D⁺ e companhia₃^2- (carbonato de sódio e amônio).

Exercício 2

Quais íons constituem o seguinte sal e quantos deles existem por fórmula? MgKPO₄

Novamente, procuramos os íons monoatômicos primeiro; neste caso, potássio, K⁺e magnésio, Mg²⁺. Ficamos com o ânion fosfato, PO₄^3-, visível no lado direito da fórmula. Por fórmula, temos então um íon de cada, cuja proporção é 1: 1: 1 (1 Mg²⁺: 1K⁺ : 1 PO₄^3-).

Exercício 3

Quais íons o seguinte composto tem? AlOH₃. Existe algum problema com isso?

A fórmula convida à confusão. Isso também pode ser escrito como: AlH₃O. Portanto, teria dois cátions: Al³⁺ e H₃OU⁺, violando a conservação da neutralidade iônica. Deve haver necessariamente cargas negativas que neutralizem essas quatro cargas positivas.

Diante desse raciocínio, o composto AlOH₃não pode existir. E o Al (OH)₃? Este ainda tem o cátion trivalente Al³⁺, mas agora ele tem um ânion bem conhecido: o hidroxil, OH^–. Deve haver três OH^– para neutralizar a carga positiva de Al³⁺, e é por isso que a proporção é 1: 3 (1 Al³⁺ : 3 OH^–).

Exercício 4

Quais íons o seguinte composto tem? K₂Ti (CN)₄

Do exemplo de Al (OH)₃ sabemos que o que está dentro dos parênteses é um ânion poliatômico; neste caso, cianeto, CN^–. Da mesma forma, o potássio é um cátion K monoatômico⁺, e tendo dois deles na fórmula, eles adicionariam duas cargas positivas. Estaríamos perdendo duas outras cargas positivas, que só podem vir do titânio, Ti²⁺.

Portanto, o K₂Ti (CN)₄tem os seguintes íons: K⁺, Tu²⁺ e CN^–, em uma proporção de 2: 1: 4 (2 K⁺ : 1 Ti²⁺ : 4 CN^–).

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Química orgânica. Aminas. (10^º edição.). Wiley Plus.
Wikipedia. (2020). Íon poliatômico. Recuperado de: en.wikipedia.org
Washington University. (2001). Tabelas de íons poliatômicos comuns. Recuperado de: química.wustl.edu
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (12 de janeiro de 2019). Íon Poliatômico: Definição e Exemplos. Recuperado de: Thoughtco.com
Khan Academy. (2020). Íons poliatômicos. Recuperado de: es.khanacademy.org