3.3: Fórmulas para Compostos Iônicos

Já encontramos algumas fórmulas químicas para compostos iônicos simples. Uma fórmula química é uma lista concisa dos elementos de um composto e as proporções destes elementos. Para entender melhor o que significa uma fórmula química, devemos considerar como um composto iônico é construído a partir de seus íons.

Existem compostos iônicos como íons positivos e negativos alternados em conjuntos tridimensionais regulares chamados cristais (Figura \PageIndex{1}}). Como você pode ver, não há “partículas” individuais de NaCl no array; em vez disso, há uma malha contínua de íons de sódio e cloreto alternados. No entanto, podemos usar a proporção de íons sódio para íons cloreto, expressa nos menores números inteiros possíveis, como uma forma de descrever o composto. No caso do cloreto de sódio, a razão entre íons sódio e íons cloreto, expressa nos menores números inteiros possíveis, é de 1:1, portanto usamos NaCl (um símbolo de Na e um símbolo de Cl) para representar o composto. Assim, NaCl é a fórmula química do cloreto de sódio, que é uma forma concisa de descrever o número relativo de íons diferentes no composto. Uma amostra macroscópica é composta por miríades de pares de NaCl; cada par chamado de unidade de fórmula. Embora seja conveniente pensar que os cristais de NaCl são compostos de unidades individuais de NaCl, a Figura 1 mostra que nenhum íon único está exclusivamente associado a qualquer outro íon único. Cada íon está rodeado por íons de carga oposta.

A fórmula de um composto iônico segue várias convenções. Primeiro, o catião é escrito antes do ânion. Como a maioria dos metais formam cátions e a maioria dos não-metálicos formam ânions, as fórmulas tipicamente listam primeiro o metal e depois o não-metálico. Segundo, as cargas não são escritas em uma fórmula. Lembre-se que em um composto iônico, as espécies componentes são íons, não átomos neutros, mesmo que a fórmula não contenha cargas. Finalmente, a fórmula adequada para um composto iônico sempre obedece à seguinte regra: a carga total positiva deve ser igual à carga total negativa. Para determinar a fórmula adequada de qualquer combinação de íons, determine quantos de cada íon são necessários para equilibrar o total de cargas positivas e negativas no composto.

Esta regra é baseada no fato de que a matéria é, em geral, eletricamente neutra.

Se olharmos para o composto iônico composto por íons lítio e íons brometo, vemos que o íon lítio tem uma carga 1+ e o íon brometo tem uma carga 1-. Apenas um íon de cada é necessário para equilibrar essas cargas. A fórmula para o brometo de lítio é LiBr.

Quando um composto iônico é formado de magnésio e oxigênio, o íon de magnésio tem uma carga 2+, e o átomo de oxigênio tem uma carga 2. Embora esses dois íons tenham cargas mais altas que os íons do brometo de lítio, eles ainda se equilibram numa proporção de um para um. Portanto, a fórmula adequada para este composto iônico é MgO.

Agora considere o composto iônico formado por magnésio e cloro. Um íon de magnésio tem uma carga 2+, enquanto um íon de cloro tem uma carga 1:

Mg2+ Cl-

Combinando um íon de cada um não se equilibra completamente as cargas positivas e negativas. A maneira mais fácil de equilibrar essas cargas é assumir a presença de dois íons cloreto para cada íon de magnésio:

Mg2+ Cl- Cl-

Agora as cargas positivas e negativas são equilibradas. Poderíamos escrever a fórmula química para este composto iônico como MgCl, mas a convenção é usar um subscrito numérico quando há mais de um íon de um determinado tipo-MgCl2. Esta fórmula química diz que há um íon de magnésio e dois íons de cloreto nesta fórmula. (Não leia a parte “Cl2” da fórmula como uma molécula do cloro elementar diatômico. O cloro não existe como elemento diatómico neste composto. Existe antes como dois iões de cloro individuais). Por convenção, a menor razão de número inteiro é usada nas fórmulas de compostos iônicos. A fórmula Mg2Cl4 tem cargas equilibradas com os íons na proporção 1:2, mas não é a menor razão de número inteiro.