Cátions e Ânions


Um átomo é, pela sua natureza, uma estrutura que busca estar eletronicamente neutra. Isto significa que ele deverá ter a mesma quantidade de cargas positivas e de cargas negativas. As cargas positivas são chamadas de prótons, enquanto as cargas negativas são chamadas de elétrons.

Um átomo ou um grupo de átomos possuem a capacidade de ganhar ou perder elétrons quando próximos uns aos outros, ou seja, quando efetuam ligações entre si. Quando isto acontece, o átomo deixa de ser eletronicamente neutro. A este fenômeno chamamos de ionização, pois o átomo formou um íon. Os íons podem ser divididos em cátions e ânions.

Cátions e Ânions

Porque ocorrem cátions e ânions.

A ocorrência da ligação iônica entre átomos pode ser esclarecida pela Teoria do octeto. Segundo esta teoria, todo o átomo tende a buscar um estado de neutralidade. Isto significa que a quantidade de prótons e de elétrons deverá ser a mesma. Para isto, o número de elétrons na última camada eletrônica, denominada camada de valência, deverá ser de oito elétrons.

O que são Cátions.

Um cátion é um átomo que formou um íon e, como resultado, a quantidade de carga positiva passou a ser maior que a quantidade de carga negativa. Para que isto aconteça, o átomo deve perder elétrons da última camada eletrônica, a camada de valência.

Alguns materiais possuem uma estrutura mais propícia a formação de cátions. Dentre estes, podemos citar os metais, os elementos alcalinos (família 1 A na tabela periódica) e os elementos alcalinos-terrosos (família 2 A na tabela periódica).

Os cátions também podem ser classificados conforme a quantidade de carga positiva. Os cátions com carga +1 são chamados de monopositivos. Cátions com carga +2 são denominados dipositivos. Cátions com carga +3 são chamados tripositivos. Se a carga for +4, o cátion será denominado como tetrapositivo.

Alguns cátions: sódio (Na+1) monopositivos , cálcio (Ca+2) dipositivo, alumínio (Al+3) tripositivo, chumbo (Pb+4)tetrapositivo.

O que são ânions.

Um ânion é um átomo que formou um íon com carga negativa maior que a carga positiva. Desta maneira, o número de elétrons na última camada será maior que o número de prótons. Para que isto aconteça, é necessário que o átomo ganhe elétrons na camada de valência.

Os ânions são ametais com alta capacidade de eletronegatividade. Estes ametais realizam uma ligação iônica com os metais. Devido à alta eletronegatividade dos ametais, em uma ligação iônica eles atraem elétrons dos metais, ficando com uma carga negativa maior, tornando-se um íon ânion. Os metais, por sua vez, perdem elétrons e ficam com uma carga positiva maior, tornando-se cátions.

Assim como os cátions, os ânions também podem ser classificados quanto à sua carga. Ânions com carga -1 são chamados de monovalentes. Já os ânions com carga -2 são chamados de bivalentes. Os ânions que apresentam carga -3 são denominados trivalentes. Para ânions com carga -4, a denominação é tetravalente.

Alguns exemplos de ânions: cloro (Cl -1) monovalente, nitrato (NO3-) trivalente, flúor (F-) monovalente, oxigênio (O -2) bivalente, nitrogênio (N -3) trivalente.

Tipos de cátions e de ânions.

Os cátions e os ânions podem realizar diferentes funções, conforme a reação em que estão envolvidos.

Existem os tensoativos catiônicos e iônicos. Os tensoativos catiônicos são agentes tensoativos que, por possuírem ao menos um grupo funcional, ao serem ionizados em solução aquosa, produzem íons cátions orgânicos, com uma porção hidrofílica. Ligados a determinados materiais, estes tensoativos podem modificar a tensão superficial. Um exemplo de tensoativo catiônico é o cloreto diaquildimetilamônio. Um tensoativo aniônico também é um agente tensoativo que, por possuir ao menos um grupo funcional, ao ser ionizado em solução aquosa produz íons ânions orgânicos. Um bom exemplo de tensoativo aniônico são os ácidos graxos, como os sabões palmitato de sódio e também o lauril sulfato de sódio.

Há ainda os polímeros catiônicos e aniônicos. Um polímero catiônico é aquele que, por conta da grande densidade das cargas positivas, ou seja, os prótons, em sua cadeira, atraem íons aniônicos para realizar uma ligação. Da mesma maneira, polímeros aniônicos são aqueles que, por conterem uma alta densidade de cargas negativas, atraem íons catiônicos para efetuar uma ligação. Os polímeros aniônicos são muito usados em processos de clareamento de materiais, como na indústria do açúcar. Também são utilizadas na filtração e na decantação, duas etapas do processo de tratamento de águas e esgotos. Servem ainda para evitar que materiais feitos em metal sofram incrustações, como máquinas agrícolas e equipamentos da indústria. Isto ocorre porque os polímeros aniônicos ajudam e drenar o líquido destas máquinas, evitando acumulo de líquidos.

Por fim, existem os corantes catiônicos e aniônicos. Os corantes catiônicos são aqueles que a estrutura cromófora, ou seja, a estrutura responsável pela cor, tem um comportamento igual a um íons cátion. Os corantes aniônicos são aqueles cuja estrutura cromófora tem um comportamento igual ao de um íon ânion.