Quais dos cátions listados na tabela abaixo você estima que formem iodetos com a estrutura cristalina do cloreto de césio? Justifique as suas opções.
Cátion | Raio Iônico <br>
|
Ânion | Raio Iônico <br>
|
---|---|---|---|
|
0,053 |
|
0,196 |
|
0,136 |
|
0,181 |
|
0,100 |
|
0,133 |
|
0,170 |
|
0,220 |
|
0,077 |
|
0,140 |
|
0,069 |
|
0,184 |
|
0,138 | ||
|
0,072 | ||
|
0,067 | ||
|
0,102 | ||
|
0,069 | ||
|
0,040 | ||
|
0,061 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma tabela com vários cátions e ânions, cada um com seu raio iônico. O exercício pede para descobrir quais desses cátions formam iodetos (compostos com íons iodeto,
) que têm a mesma estrutura cristalina do cloreto de césio (
). Para resolver isso, vamos precisar entender sobre estruturas cristalinas e como o tamanho dos íons influencia na formação dessas estruturas.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a estrutura cristalina do cloreto de césio. Nesse tipo de estrutura, cada cátion está cercado por 8 ânions, formando um arranjo cúbico. A formação dessa estrutura depende da relação entre o raio do cátion (
) e o raio do ânion (
). Essa relação é chamada de raio iônico e é calculada pela fórmula:
Para a estrutura de
, essa razão geralmente fica entre 0,732 e 1. Isso significa que o cátion precisa ter um raio que esteja dentro dessa faixa em relação ao ânion.
Passo 3
No nosso caso, queremos formar iodetos, ou seja, os ânions envolvidos são
com raio iônico de 0,220 nm. Vamos calcular a razão de raio para cada cátion listado na tabela usando a fórmula acima:
E vamos verificar se essa razão está entre 0,732 e 1 para cada cátion.
Passo 4
Vamos fazer as contas para cada cátion:
-
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Está na faixa! -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa. -
: Não está na faixa.
Passo 5
Após calcular a razão de raio para todos os cátions, percebemos que apenas
tem uma razão de raio de aproximadamente 0,773, que está dentro da faixa necessária (0,732 a 1) para formar iodetos com a estrutura cristalina do cloreto de césio.
Resposta
Apenas o cátion
forma iodetos com a estrutura cristalina do cloreto de césio, já que a razão de seus raios iônicos está dentro da faixa necessária para essa estrutura.