Físico-Química 8.º ano: Átomos, iões e fórmulas químicas
Físico-Química, 8.º ano (Portugal): De que é feito um átomo, o que distingue um elemento, como surgem moléculas e iões e como ler ou escrever a fórmula de um composto iónico.
O átomo e o elemento
Um átomo tem um núcleo, com protões (carga positiva) e neutrões (sem carga), e eletrões (carga negativa) à volta dele. Num átomo, o número de protões é igual ao de eletrões, por isso o átomo é neutro. O que define o elemento químico é o número de protões: todos os átomos com 11 protões são de sódio, todos os que têm 17 são de cloro. Cada elemento tem um símbolo químico: Na, Cl, O, H, Ca.
Moléculas, iões e fórmulas
Os átomos ligam-se e formam unidades maiores. Uma molécula é um grupo de átomos ligados: a água, H₂O, tem 2 átomos de hidrogénio e 1 de oxigénio. Um ião é um átomo, ou um grupo de átomos, que perdeu ou ganhou eletrões e por isso tem carga: se perdeu eletrões fica positivo, se ganhou fica negativo. A fórmula química diz que elementos tem uma substância e quantos átomos de cada. A unidade estrutural pode ser um átomo (Fe), uma molécula (CO₂) ou um grupo de iões (NaCl).
Do átomo ao composto: CaCl₂
O cálcio tem 20 protões; ao perder 2 eletrões fica com 18, por isso a carga é 20 − 18 = +2: o ião Ca²⁺. O cloro tem 17 protões; ao ganhar 1 eletrão fica com 18, carga 17 − 18 = −1: o ião Cl⁻. Um composto tem de ser neutro, por isso as cargas somam zero: 1 × (+2) + 2 × (−1) = 0. Um Ca²⁺ precisa de dois Cl⁻: CaCl₂, cloreto de cálcio. O 2 dá a proporção de iões, não uma molécula de três átomos.
NaCl não é uma molécula
É comum ouvir «uma molécula de sal». Mas o sal de cozinha, NaCl, não é feito de moléculas: é um conjunto enorme e ordenado de iões Na⁺ e Cl⁻, na proporção de 1 para 1, e a fórmula dá apenas essa proporção. Em H₂O ou CO₂, a fórmula descreve mesmo uma molécula. E nunca mudes um índice para «ajustar»: CO e CO₂ são substâncias diferentes, tal como H₂O (água) e H₂O₂ (peróxido de hidrogénio).
Iões nos rótulos
Lê o rótulo de uma água mineral: cálcio, magnésio, sódio, potássio, cloretos, sulfatos, bicarbonatos. São iões dissolvidos. Numa pasta de dentes pode aparecer fluoreto de sódio, NaF, formado por Na⁺ e F⁻. Com uma tabela de iões, sabes escrever as fórmulas: Mg²⁺ e Cl⁻ dão MgCl₂, e Na⁺ com SO₄²⁻ dá Na₂SO₄, porque 2 × (+1) + 1 × (−2) = 0. Confirma que as cargas somam zero e a fórmula está certa.
Testa o que aprendeste
O que decide a que elemento químico pertence um átomo?
- a) O número de eletrões que por acaso tem
- b) O número de protões no seu núcleo
- c) O tamanho do átomo
- d) A sua carga elétrica
Resposta certa: b) O número de protões no seu núcleo — Certo: 11 protões é sódio, 17 é cloro. O símbolo (Na, Cl) dá nome ao elemento.
O alumínio forma o ião Al³⁺ e o sulfato forma o ião SO₄²⁻. Qual é a fórmula do sulfato de alumínio?
- a) AlSO₄
- b) Al₃(SO₄)₂
- c) Al₂(SO₄)₃
Resposta certa: c) Al₂(SO₄)₃ — Certo: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0. Os parênteses mostram que o 3 vale para o ião SO₄²⁻ todo.
Que afirmação sobre o sal de cozinha, NaCl, é correta?
- a) É um grande conjunto ordenado de iões Na⁺ e Cl⁻, na proporção de 1 para 1
- b) É feito de moléculas, cada uma com um átomo de sódio e um de cloro
- c) É feito de átomos neutros de sódio e átomos neutros de cloro
Resposta certa: a) É um grande conjunto ordenado de iões Na⁺ e Cl⁻, na proporção de 1 para 1 — Certo: o NaCl é um grupo de iões e a fórmula dá apenas a proporção entre eles.
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