3.3: Fórmulas para Compostos Iónicos

Objectivos de aprendizagem

• Escrever a fórmula química para um composto iónico simples.
• Reconhecer os iões poliatómicos em fórmulas químicas.

>p>Por convenção, assumir que existe apenas um átomo se não estiver presente um subscrito. Não utilizamos 1 como subscrito.

Por convenção, a razão mais baixa de número inteiro dos iões é utilizada nas fórmulas iónicas. Há excepções para certos iões, tais como \i(\i(\i(Hg2^{2+}}}.

Exemplo \(\PageIndex{1})

p>Escrever a fórmula química de um composto iónico composto de cada par de iões.

1. o ião sódio e o ião enxofre
2. o ião alumínio e o ião flúor
3. o ião ferro 3+ e o ião oxigénio

Solução

1. Para obter um octeto de concha de valência, O sódio forma um ião com uma carga de 1+, enquanto que o ião de enxofre tem uma carga de 2. Dois iões de sódio 1+ são necessários para equilibrar a carga de 2 sobre o ião de enxofre. Em vez de escrevermos a fórmula como {{NaNaS}), encurtamo-la por convenção para {Na2S}.

li> O íon de alumínio tem uma carga 3+, enquanto o íon de flúor formado por flúor tem uma carga 1-. São necessários três iões de 1 flúor para equilibrar a carga de 3+ no ião de alumínio. Esta combinação está escrita como \(\ce{AlF3}\).

2. Iron pode formar dois iões possíveis, mas o ião com uma carga 3+ está especificado aqui. O átomo de oxigénio tem uma carga de 2 como íon. Para equilibrar as cargas positivas e negativas, olhamos para os múltiplos-6 menos comuns: dois iões de ferro 3+ darão 6+, enquanto três iões de oxigénio 2 darão 6-, equilibrando assim as cargas gerais positivas e negativas. Assim, a fórmula para este composto iónico é {Fe2O3}). Em alternativa, utilizar o método de cargas cruzadas mostrado na Figura 3.3.2.

Exercicio \(\PageIndex{1}\)

p>p>Escrever a fórmula química para um composto iónico composto por cada par de iões.

1. o íon cálcio e o íon oxigénio
2. o 2+ íon cobre e o íon enxofre
3. o 1+ íon cobre e o íon enxofre

Responder a:

CaO

Resposta b:

CuS

Resposta c:

Cu2S

Iões Poliatómicos

alguns iões consistem em grupos de átomos covalentemente unidos e têm uma carga eléctrica global. Como estes iões contêm mais do que um átomo, são chamados iões poliatómicos. As estruturas, nomes e fórmulas de Lewis de alguns iões poliatómicos encontram-se na Tabela 3.3.1.

p>Table {1}(PageIndex{1}): Alguns Iões Poliatómicos

Iões Poliatómicos têm fórmulas, nomes e cargas definidos que não podem ser modificados de forma alguma. A tabela {2}(PageIndex{2}) lista os nomes de iões e fórmulas de iões dos iões poliatómicos mais comuns. Por exemplo, {\ce{NO3^{-}} é o ião nitrato; tem um átomo de azoto e três átomos de oxigénio e uma carga global de 1-. A figura 2 enumera os iões poliatómicos mais comuns.

caption>Table {2}(PageIndex{2}): Nomes de Iões e Fórmulas de Iões Poliatómicos Comuns

Nome de Ião	Fórmula de Ião
ammonium ion	NH4+1
hydroxide ion	OH-1
ião cianeto	CN-1
ião cianeto	CO3-2
bicarbonato ou carbonato de hidrogénio	HCO3-
acetate ion	C2H3O2-1 ou CH3CO2-1
ião nitrato	NO3-1
ião nitrito	NO2-1
ião sulfato	SO4-2
ião sulfato	SO3-2
ião fosfato	PO4-3
ião fosfito	PO3-3

Nota que apenas um ião poliatómico nesta tabela, o ião de amónio (NH4+1), é um catião. Este ião poliatómico contém um nitrogénio e quatro hidrogénios que suportam colectivamente uma carga +1. Os restantes iões poliatómicos são todos carregados negativamente e, por conseguinte, são classificados como aniões. No entanto, apenas dois destes, o ião hidróxido e o ião cianeto, são nomeados usando o sufixo “-ide” que é tipicamente indicativo de partículas carregadas negativamente. Os restantes ânions poliatómicos, que contêm todos oxigénio, em combinação com outro não metálico, existem como parte de uma série em que o número de oxigénio dentro da unidade poliatómica pode variar. Como tem sido repetidamente enfatizado em várias secções deste texto, não há duas fórmulas químicas que devam partilhar um nome químico comum. Um único sufixo, “-ide”, é insuficiente para distinguir os nomes dos ânions de uma série poliatómica relacionada. Portanto, são utilizados os sufixos “-ate” e “-ite”, a fim de denotar que os iões poliatómicos correspondentes fazem parte de uma série. Além disso, estes sufixos indicam também o número relativo de oxigenadores que estão contidos nos iões poliatómicos. Note-se que todos os iões poliatómicos cujos nomes terminam em “-ate” contêm mais um oxigénio do que aqueles aniões poliatómicos cujos nomes terminam em “-ite”. Infelizmente, tal como o sistema comum de nomes de metais de transição, estes sufixos apenas indicam o número relativo de oxigenadores que estão contidos dentro dos iões poliatómicos. Por exemplo, o ião nitrato, que é simbolizado como NO3-1, tem mais um oxigénio do que o ião nitrito, que é simbolizado como NO2-1. No entanto, o ião sulfato é simbolizado como SO4-2. Enquanto tanto o ião nitrato como o ião sulfato partilham um sufixo “-ate”, o primeiro contém três oxigénio, mas o segundo contém quatro. Além disso, tanto o ião nitrato como o ião sulfato contêm três oxigénios, mas estes iões poliatómicos não partilham um sufixo comum. Infelizmente, a natureza relativa destes sufixos obriga a que as combinações de fórmula iónica/nome iónico dos iões poliatómicos sejam simplesmente memorizadas.

A regra para a construção de fórmulas para compostos iónicos contendo iões poliatómicos é a mesma que para fórmulas contendo iões monatómicos (single-atom): as cargas positivas e negativas devem ser equilibradas. Se for necessário mais do que um íon poliatómico em particular para equilibrar a carga, toda a fórmula do íon poliatómico deve ser incluída entre parênteses, e o subscrito numérico deve ser colocado fora dos parênteses. Isto é para mostrar que o subscrito se aplica a todo o íon poliatómico. Dois exemplos são mostrados abaixo:

Conhecendo Compostos Iónicos

Existem duas formas de reconhecer os compostos iónicos. Primeiro, os compostos entre elementos metálicos e não metálicos são normalmente iónicos. Por exemplo, CaBr2 contém um elemento metálico (cálcio, um metal do grupo 2A) e um elemento não metálico (bromo, um não metálico do grupo 7A). Por conseguinte, é muito provavelmente um composto iónico. (De facto, é iónico.) Em contraste, o composto NO2 contém dois elementos que são ambos não metálicos (azoto, do grupo 5A, e oxigénio, do grupo 6A). Não é um composto iónico; pertence à categoria de compostos covalentes discutidos noutros locais. Note-se também que esta combinação de azoto e oxigénio não tem carga eléctrica especificada, pelo que não é o ião nitrito.

p>Segundo, se reconhecer a fórmula de um ião poliatómico num composto, o composto é iónico. Por exemplo, se vir a fórmula {Ba(NO3)2}}, pode reconhecer a parte “NO3” como o ião nitrato, {rm{NO_3^-}). (Lembre-se que a convenção para escrever fórmulas para compostos iónicos não deve incluir a carga iónica). Esta é uma pista de que a outra parte da fórmula, (cee{Ba}), é na realidade o ião (cee{Ba^{2+}), com a carga 2+ a equilibrar a carga global 2 dos dois iões de nitrato. Assim, este composto é também iónico.

Respostas

1. a proporção de cada tipo de íon no composto