Aula 23 — Íons: cátions e ânions
50 minObjetivo geral
Compreender o conceito de íon, diferenciando cátions de ânions a partir do ganho ou perda de elétrons.
Objetivos específicos
- Definir íon como um átomo (ou grupo de átomos) que ganhou ou perdeu elétrons, tornando-se eletricamente carregado.
- Diferenciar cátion (perda de elétrons, carga positiva) de ânion (ganho de elétrons, carga negativa).
- Calcular a carga de um íon a partir do número de prótons e elétrons.
Conhecimentos prévios
- Prótons, nêutrons e elétrons: identidade e carga de um átomo (Módulo 1, Aula 6).
Recursos didáticos
- Apresentação de slides — Possor_QuiAula23_Apresentacao.pptx.
- Exemplos de formação de íons comuns (Na+, Cl-) a partir dos átomos neutros correspondentes.
Desenvolvimento da aula
Acolhida e Sondagem
5 min · Ausubel — ativação de subsunçoresPerguntar: um átomo neutro pode se tornar eletricamente carregado sem alterar o número de prótons em seu núcleo?
Problematização Inicial
5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipadoMostrar um átomo de sódio neutro perdendo um elétron e se tornando Na+, e perguntar: o que mudou nesse átomo — o número de prótons ou o número de elétrons? Obstáculo a nomear: achar que a formação de um íon envolve alteração no número de prótons (o que mudaria a identidade do elemento), em vez de alteração apenas no número de elétrons.
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaUm íon é um átomo (ou grupo de átomos) que ganhou ou perdeu elétrons, tornando-se eletricamente carregado — o número de prótons permanece inalterado, preservando a identidade do elemento químico, apenas o número de elétrons muda. Um cátion se forma quando um átomo perde um ou mais elétrons, resultando em carga positiva (como o Na+, formado quando o sódio perde um elétron). Um ânion se forma quando um átomo ganha um ou mais elétrons, resultando em carga negativa (como o Cl-, formado quando o cloro ganha um elétron). A carga do íon corresponde exatamente à diferença entre o número de prótons e o número de elétrons.
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky — zona de desenvolvimento proximalAnalisar coletivamente a formação dos íons Na+ e Cl- a partir dos átomos neutros correspondentes, calculando a carga resultante em cada caso.
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteExercícios de cálculo: dado um átomo neutro e o número de elétrons ganhos ou perdidos, determinar a carga do íon formado e classificá-lo como cátion ou ânion.
Síntese e Fechamento
3 min · ConsolidaçãoFormar um íon nunca muda a identidade do elemento (o número de prótons permanece o mesmo) — muda apenas sua carga elétrica.
Avaliação formativa
Verificar se os alunos calculam corretamente a carga de íons formados e classificam cátions e ânions adequadamente.
Lista de exercícios
1. Um átomo de magnésio (Z = 12) perde 2 elétrons. Qual é a carga do íon formado, e como ele é classificado?
Gabarito: A carga é +2 (Mg2+), já que há 12 prótons e apenas 10 elétrons restantes; é um cátion, pois se formou pela perda de elétrons.
2. Um átomo de oxigênio (Z = 8) ganha 2 elétrons. Qual é a carga do íon formado?
Gabarito: A carga é −2 (O2-), já que há 8 prótons e 10 elétrons; a carga negativa em excesso resulta dessa diferença.
3. A formação de um íon altera o número de prótons de um átomo?
Gabarito: Não. A formação de um íon altera apenas o número de elétrons; o número de prótons permanece o mesmo, preservando a identidade do elemento químico.
Observações e extensão
Retomar aqui a formação de íons de forma qualitativa — o estudo detalhado da ligação iônica virá no Módulo 3.