Tabela periódica com cargas

O que é a carga de um íon?

Um átomo é neutro porque tem números iguais de prótons e elétrons. Quando perde elétrons, torna-se um íon positivo (um cátion), e quando ganha elétrons, torna-se um íon negativo (um ânion). A carga é o número de elétrons perdidos ou ganhos: um átomo de sódio que perde um elétron se torna Na⁺, com carga +1, e um átomo de cloro que ganha um se torna Cl⁻, com carga −1.

Os átomos geralmente perdem ou ganham apenas os elétrons necessários para atingir a mesma distribuição eletrônica do gás nobre mais próximo. Essa camada externa completa é especialmente estável, e é por isso que as cargas seguem tão de perto o número do grupo.

Como encontrar a carga a partir do grupo

Para os elementos representativos, o grupo indica a carga. Os metais do grupo 1 formam íons +1, os do grupo 2 formam íons +2 e o alumínio, no grupo 13, forma +3. No lado direito da tabela o padrão se inverte para os ametais e semimetais: os do grupo 15 assumem −3, os do grupo 16 assumem −2 e os halogênios do grupo 17 assumem −1, porque ganhar três, dois ou um elétron completa a camada externa deles. Metais mais abaixo nesses grupos, como o bismuto (+3, +5), formam íons positivos. O grupo 18 aparece como 0, pois os gases nobres já têm a camada completa.

Carbono, silício e germânio, no grupo 14, aparecem como ±4, e o boro como +3, as cargas que decorrem do grupo deles. Na prática, esses elementos, como muitos ametais, geralmente compartilham elétrons em ligações covalentes em vez de formar íons simples. O hidrogênio aparece com duas cargas: +1, como nos ácidos, e −1 em hidretos metálicos, como o hidreto de sódio (NaH).

Metais de transição e outras exceções

Os metais de transição não seguem uma regra simples de grupo. Eles perdem primeiro os elétrons s externos e depois podem perder também alguns elétrons d, de modo que muitos formam mais de um íon. O ferro aparece como +2, +3 e o cobre como +1, +2, enquanto o estanho e o chumbo, dois metais pós-transição, aparecem como +2, +4. O zinco (+2) e a prata (+1) são exceções úteis, com uma única carga comum. Quando um metal tem mais de uma carga, a carga entra no nome como algarismo romano: o cloreto de ferro(II) é FeCl₂ e o cloreto de ferro(III) é FeCl₃.

Para os elementos superpesados, do meitnério (109) ao oganessônio (118), só foram produzidos alguns átomos, então suas cargas são desconhecidas e aparecem como um traço. Cargas não são o mesmo que estados de oxidação, que também abrangem compostos covalentes; a visualização por estados de oxidação os lista.

Exemplo resolvido: óxido de alumínio

O alumínio está no grupo 13 e aparece como +3. O oxigênio está no grupo 16 e aparece como −2. Em um composto iônico, as cargas positivas e negativas devem se anular, e os menores números de íons que fazem isso são dois íons alumínio e três íons óxido: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0. A fórmula do óxido de alumínio é, portanto, Al₂O₃. O mesmo método funciona para qualquer par de íons, como magnésio (+2) e cloro (−1), que dão MgCl₂.