Ligação iónica

Referência : Fernandes, R.F., (2015) Ligação iónica, Rev. Ciência Elem., V3(2):138
Autor: Ricardo Ferreira Fernandes
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.138]

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A ligação iónica é um tipo de ligação química que ocorre através da atracção electrostática entre iões de carga oposta.

A ligação iónica foi proposta no início do século XX pelo físico alemão Walther Ludwig Julius Kossel, e foi interpretada com base na máxima estabilidade alcançada quando os átomos adquirem a configuração electrónica de um gás nobre, que neste caso é atingida pela transferência de electrões entre os átomos que participam na ligação.

A ligação iónica ocorre entre átomos que apresentam diferenças acentuadas de electronegatividade, isto é, diferenças apreciáveis na capacidade de atrair electrões dos átomos a que se encontram ligados, como sucede entre os metais e os não-metais. O átomo não-metálico, que é mais electronegativo, capta os electrões do metal, adquirindo carga negativa (-) adquirindo a configuração electrónica do gás nobre mais próximo. Por seu lado, o átomo menos electronegativo - o metal - que perde menos dificilmente os electrões de valência, alcançando a configuração electrónica do gás nobre mais próximo na tabela periódica, adquire simultaneamente carga positiva (+).

Após se terem formado os respectivos catiões e aniões, surgem forças electrostáticas atractivas entre iões de carga oposta (mais próximos) e repulsivas entre os iões de carga igual (mais afastados). Como consequência destas interacções, a força resultante é atractiva e estabelece-se uma ligação, denominada ligação iónica, que mantém os aniões e os catiões unidos no cristal.

Na prática, todas as ligações iónicas têm algum carácter covalente, sendo possível avaliar a quantidade de carácter covalente (e iónico) de uma ligação, em vez de se considerar uma ligação como puramente iónica ou puramente covalente. Assim, o químico norte-americano Linus Pauling propôs uma relação que permite estimar o carácter iónico de uma ligação que ocorre entre os átomos A e B:

Fracção de carácter iónico$= 1 - e^{(-1/4)} (\chi_A - \chi_B)$

em que χ_A e χ_B representam a electronegatividade dos átomos A e B.

Figura 1 - Estrutura cristalina do composto iónico cloreto de sódio (NaCl). As esferas violeta representam os catiões sódio (Na⁺); as esferas verdes representam os aniões cloreto (Cl^-).

Deste modo, as ligações com elevado carácter iónico originam compostos, geralmente sólidos, designados por compostos iónicos, os quais não existem como moléculas discretas, mas sim como estruturas gigantes tridimensionais organizadas (estruturas cristalinas). A figura 1 representa a estrutura cristalina do cloreto de sódio (NaCl), em que o balanço das forças repulsivas e atractivas entre os iões Na⁺ e Cl^- conduz a um empacotamento organizado numa estrutura cristalina. Os compostos iónicos formam-se igualmente entre iões com cargas não unitárias como, por exemplo, o cloreto de magnésio (MgCl₂), em que o catião magnésio (Mg²⁺), que é um catião bivalente (carga 2+), interage com dois aniões cloreto (Cl^-). Os iões poliatómicos como, por exemplo, o catião NH₄⁺ e o anião NO₃^-, formam também compostos iónicos dando origem, neste caso, ao nitrato de amónio (NH₄NO₃).

As elevadas temperaturas de fusão dos sólidos iónicos como, por exemplo, o cloreto de potássio (KCl) 1043 K (770 ºC), indica que as ligações iónicas são fortes, sendo necessário elevar consideravelmente a temperatura para aumentar a agitação de modo a vencer as elevadas forças electrostáticas entre os iões.

Referências

IUPAC Gold Book: Ionic bond, consultado em 11/07/2010.

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Criada em 17 de Dezembro de 2010
Revista em 17 de Dezembro de 2010
Aceite pelo editor em 17 de Dezembro de 2010