Explique a tendência nas energias de rede dos óxidos de metais alcalino-terrosos.
Passo 1
Beleza, então vamos lá! O exercício pede para a gente explicar a tendência nas energias de rede dos óxidos de metais alcalino-terrosos. Isso está dentro da matéria de química inorgânica, mais especificamente tratando de ligações iônicas e energia de rede. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é energia de rede, como ela se relaciona com os íons dos metais alcalino-terrosos e como o tamanho desses íons influencia essa energia.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é energia de rede. Energia de rede é a quantidade de energia necessária para separar completamente os íons de um composto iônico, mantendo-os separados no estado gasoso. Em outras palavras, é a energia que precisamos para quebrar as forças que seguram os íons juntos no sólido.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre os metais alcalino-terrosos. Esses metais estão no grupo 2 da tabela periódica e incluem elementos como magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr) e bário (Ba). Quando esses metais reagem com o oxigênio, formam óxidos com a fórmula geral
, onde
representa o metal alcalino-terroso.
Passo 4
A energia de rede está diretamente relacionada com a carga dos íons e o tamanho dos íons. A fórmula para calcular a energia de rede, de acordo com a lei de Coulomb, é:
Onde:
-
é a energia de rede, -
é a constante eletrostática, -
e são as cargas dos íons, -
é a distância entre os centros dos íons (ou seja, o tamanho dos íons).
Passo 5
Nos óxidos dos metais alcalino-terrosos, o metal forma um íon
e o oxigênio forma um íon
. A carga dos íons é a mesma para todos os óxidos desse grupo, então a variação na energia de rede dependerá principalmente do tamanho dos íons metálicos.
Passo 6
Descendo o grupo dos metais alcalino-terrosos na tabela periódica (de Mg a Ba), o tamanho dos íons metálicos aumenta. Quando o tamanho do íon
aumenta, a distância
entre os íons
e
também aumenta.
Passo 7
De acordo com a fórmula da energia de rede, se
aumenta, então
diminui. Portanto, quanto maior for o íon metálico, menor será a energia de rede do óxido correspondente.
Resposta
Assim, a tendência nas energias de rede dos óxidos de metais alcalino-terrosos é que a energia de rede diminui à medida que descemos o grupo na tabela periódica, ou seja, de magnésio a bário. Isso ocorre porque o aumento no tamanho dos íons metálicos resulta em uma menor energia de interação entre os íons
e
, reduzindo a energia de rede dos óxidos.