Questão extra - Para entender a formação de um sólido iônico é necessário avaliar a energia envolvida no seu processo de formação a partir dos seus elementos químicos constituintes no estado padrão. Quanto maior a energia liberada na forma de calor na formação de um sólido iônico, maior a contribuição para que o processo de formação seja mais favorável e, portanto, para que o sólido seja mais estável. Os calores de formação do cloreto de sódio
e do cloreto de lítio (
)n são, respectivamente,
.
Um modo de avaliar comparativamente a estabilidade do
e do
é analisar as etapas do ciclo de Born-Harber para cada um dos compostos, com foco no metal, já que os dois compostos têm o mesmo ânion.
A partir das informações fornecidas e dos dados da Tabela 1 (Anexo), responda os itens a seguir:
a) Explique por que o calor de sublimação no sódio metálico,
, é menor do que para o lítio metálico, Li(s). (Apresente argumentos consistentes para as afirmações feitas).
Um modo de avaliar comparativamente a estabilidade do
A partir das informações fornecidas e dos dados da Tabela 1 (Anexo), responda os itens a seguir:
a) Explique por que o calor de sublimação no sódio metálico,
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A pergunta quer que a gente explique por que o calor de sublimação do sódio metálico (
) é menor do que o do lítio metálico (
). Estamos lidando com química do estado sólido e termodinâmica, especificamente olhando para como a energia é envolvida na formação de sólidos iônicos como o NaCl e o LiCl. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é o calor de sublimação e como ele se relaciona com a formação de sólidos iônicos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é calor de sublimação. É a quantidade de energia necessária para converter um mol de substância do estado sólido diretamente para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. No contexto dos metais como o Na e o Li, o calor de sublimação é a energia necessária para transformar o metal sólido em átomos gasosos.
Passo 3
Agora, por que o calor de sublimação do Na é menor que o do Li? Bem, isso está relacionado ao raio atômico e à energia de reticulação no cristal iônico formado. O lítio tem um raio atômico menor que o sódio, o que significa que os átomos de Li são menores que os de Na.
Passo 4
Com átomos menores, a energia de reticulação (a energia que mantém os íons juntos no cristal) no LiCl é um pouco diferente. No entanto, apesar do Li ter um raio menor, o NaCl tem uma rede cristalina mais estável devido à maior distância entre os íons, que permite uma melhor estabilização através de interações eletrostáticas.
Passo 5
Além disso, o sódio tem um elétron a mais na camada de valência comparado ao lítio, o que facilita a perda desse elétron para formar o cátion Na⁺ com maior estabilidade. Isso significa que menos energia é necessária para sublimar o Na metálico em comparação com o Li, já que o Na está mais “pronto” para formar íons estáveis.
Passo 6
Portanto, a menor quantidade de energia necessária para sublimar o sódio metálico reflete uma preparação mais eficiente do Na para formar o sólido iônico NaCl, tornando o processo mais favorável energeticamente em comparação com o LiCl, onde o Li requer mais energia para atingir o mesmo estado.
Resposta
O calor de sublimação do sódio metálico é menor que o do lítio porque os átomos de Na, sendo maiores, requerem menos energia para se converterem em átomos gasosos e formarem íons estáveis no NaCl, tornando o processo energeticamente mais favorável comparado ao LiCl.