Por que os compostos de metais e não metais consistem em íons?

As moléculas iônicas consistem em vários átomos que têm um número de elétrons diferente daquele de seu estado fundamental. Quando um átomo de metal se liga a um átomo de não metal, o átomo de metal normalmente perde um elétron para o átomo de não metal. Isso é chamado de ligação iônica. Que isso aconteça com compostos de metais e não metais é resultado de duas propriedades periódicas: energia de ionização e afinidade eletrônica.

Os metais da tabela periódica incluem todos os elementos nos grupos de um a três, exceto hidrogênio, bem como alguns outros elementos das regiões inferiores do lado direito da tabela. Os não metais, por outro lado, incluem todos os elementos dos grupos sete e oito, bem como alguns outros elementos dos grupos quatro, cinco e seis.

A energia de ionização de um elemento descreve a quantidade de energia necessária para fazer com que um átomo perca um elétron. Os metais tendem a ter baixas energias de ionização. Isso significa que eles estão "dispostos" a se livrar de um elétron em uma reação química. Muitos não-metais, por outro lado, têm altas energias de ionização, o que significa que estão menos dispostos a perder um elétron em uma reação.

Afinidade eletrônica é a mudança de energia quando um átomo neutro de um elemento ganha um elétron. Alguns átomos estão mais dispostos a ganhar elétrons do que outros. Os metais têm uma pequena afinidade com o elétron e, portanto, não aceitam elétrons de boa vontade. Muitos não-metais, por outro lado, têm grandes afinidades eletrônicas; eles liberam uma quantidade maior de energia ao aceitar elétrons. Isso significa que os não-metais estão muito mais dispostos a aceitar elétrons do que os metais. Isso corresponde às suas posições na tabela periódica. Os não-metais reativos estão próximos do grupo de oito elementos, que possuem camadas de elétrons mais externas completas. Os oito elementos do grupo são muito estáveis. Conseqüentemente, um não metal que está a um ou dois elétrons de uma camada de elétrons completa ficará ansioso para obter esses elétrons e atingir um estado estável.

Os conceitos de energia de ionização e afinidade eletrônica são combinados em uma terceira tendência periódica chamada eletronegatividade. As diferenças de eletronegatividade entre os elementos descrevem o tipo de ligações entre os átomos. Se as diferenças de eletronegatividade forem muito pequenas, as ligações são covalentes. Se as diferenças de eletronegatividade forem grandes, as ligações serão iônicas. As diferenças de eletronegatividade entre os metais e a maioria dos não metais são altas. Portanto, as ligações têm um caráter iônico. Isso faz sentido com relação à energia de ionização e afinidade eletrônica; os átomos de metal estão dispostos a perder elétrons e os átomos não metálicos estão dispostos a ganhá-los.