Quais as principais características dos compostos iônicos?

Propriedades como dureza, resistência, condutibilidade, se devem ao tipo de ligação que os átomos de certos compostos fazem. São três os tipos de ligações químicas realizadas entre átomos, iônica, covalente e metálica. Existe uma teoria chamada teoria eletrônica de Valencia que explica a lógica que se tem na união entre átomos. Ela consiste basicamente na ideia de que um átomo só adquire estabilidade quando possui oito elétrons na sua camada de Valencia, para isso, muitas vezes ele precisará compartilhar, ceder ou capturar elétrons, tudo isso dependendo do tipo de elemento e de qual família ele pertence.

A ligação iônica ocorre entre átomos de metais com átomos de não metais. Os metais tem tendência a perder elétrons por só conter até três elétrons na camada de Valencia; já os não metais possuem tendência de ganhar para completar seu octeto, pois precisam nesses casos de três a um elétron apenas. Quando se forma o composto, este irá apresentar polos, um positivo e um negativo que surgem devido a diferença de eletronegatividade existente entre os átomos.

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Características

• Possuem pontos de fusão e ebulição elevados, isso se deve a intensidade das ligações que são fortes por terem grande diferença de eletronegatividade, fazendo com que a ligação seja difícil de romper para serem atingidos tais pontos.
• São sólidos devido à disposição do seu arranjo cristalino.
• São compostos duros, ou seja, que impõem resistência, mas podem ser maleáveis e dúcteis.
• Conduzem eletricidade quando dissolvidos em água. Existe a presença de íons, ou seja, cargas negativas e positivas que permitem a passagem de corrente elétrica.

Exemplos de compostos iônicos

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NaCl (Cloreto de sódio): o sal de cozinha usado para temperar comidas.

MgCl2 (Cloreto de magnésio): sal usado para fins culinários, terapêuticos e até industriais.

KBr (Brometo de potássio): fornece íons que são importantes para a fabricação de filme fotográfico.

CaCO3 (Carbonato de cálcio): usado na produção de vidro e em reações para criar sabão e detergente.

Na2SO4 (Sulfato de sódio): pode ser usado em vários processos industriais, como na produção de corantes para tecidos; também usado na medicina como laxante.

Compostos iônicos são aqueles formados por íons de cargas opostas através de interação eletrostática (forte), ou seja, para uma substância ser considerada iônica, deve possuir pelo menos uma ligação iônica na sua estrutura. Nestes compostos o elemento metálico geralmente é um íon de carga positiva (cátion), e o elemento não metálico um íon de carga negativa (ânion). Os íons que formam um composto iônico podem ser simples átomos, como ocorre no sal de cozinha (Na+ Cl‒) ou grupos mais complexos como ocorre no nitrato de potássio (K+ NO3‒).

Quando dois íons como os dos exemplos acima, se aproximam, uma atração eletrostática de caráter forte começa a aproximá-los. Se considerarmos que em um composto há milhares de moléculas dele, também haverá milhares de íons para se atrair, em todas as direções, dando origem a retículos ou reticulados cristalinos, que são aglomerados de íons que se mantém juntos por atração eletrostática e possuem formas geométricas bem definidas.

Quando esses aglomerados se unem, dão origem a uma rede ou estrutura cristalina que é composta de diversos unidades de aglomerados (celas unitárias), repetidas ao longo da cadeia. Cela unitária é a menor representação de uma estrutura cristalina.

Retículo cristalino de NaCl. Ilustração: H. Hoffmeister / via Wikimedia Commons / CC-BY-SA 3.0 

Vamos utilizar o exemplo do iodeto de césio (CsI) para ilustrar o processo:

O átomo de césio (Cs) possui distribuição eletrônica [Xe] 6s1, ou seja, possui 1 elétron em sua última camada e só ficará estável se perder este elétron. Já o iodo (I) possui distribuição eletrônica [Kr] 5s2 5p5, ou seja, possui 7 elétrons em sua última camada e só ficará estável se ganhar um elétron.

Ao aproximarmos esses átomos, o Cs doa seu elétron para o I, formando íons que se unem por atração eletrostática, a ligação iônica.

Cs+ + I‒ → CsI

Basicamente, a presença de retículos configura aos compostos iônicos as seguintes propriedades:

• São sólidos duros e quebradiços na temperatura ambiente.
• Possuem altos pontos de fusão e de ebulição pois é necessário uma grande energia para quebrar a atração eletrostática entre os íons do retículo. Como exemplo temos o cloreto de sódio (NaCl), em que a temperatura de fusão é 800 ºC e a de ebulição é 1413 ºC
• Conduzem corrente elétrica quando estão em solução aquosa (dissolvido em água), ou sob a forma fundida (líquida) pois os seus íons adquirem mobilidade para fechar o circuito e realizar a transferência de elétrons. Os cristais secos não conduzem eletricidade, a menos que apresentem defeitos na estrutura.
• Os compostos iônicos são polares devido a formação efetiva de cargas opostas em sua estrutura. Como a água também é polar, se torna uma bom solvente para compostos iônicos. No entanto, nem todos os compostos iônicos são solúveis em água facilmente, como é o caso do carbonato de cálcio (CaCO3), de estrôncio (SrCO3) e de bário (BaCO3), além do cloreto de prata (AgCl), que é praticamente insolúvel em água.

Bibliografia:

Atkins, P.W., Jones, L., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente 5ª ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012.

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