Exercícios Resolvidos de Ligações Iônicas

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Enunciado

A energia do retículo cristalino de um composto iônico é a energia liberada quando os íons em estado gasoso são agrupados para formar um cristal. Seguem os valores de energia do retículo cristalino de alguns fluoreto:

Seguem valores de energia do retículo cristalino de alguns sais de potássio:

Compare os valores e explique as diferenças nos dois grupos.

Passo 1

Fala aí! Belezinha? Vamos resolver essa questão juntos!!

O enunciado nos fornece os valores de energia do retículo cristalino de alguns fluoretos e de alguns sais de potássio, e ele quer que a gente compare e explique as difereças nos valores desses dois grupos.

Pra começar bem precisamos dar uma olhada na fórmula da energia do retículo cristalino, ok?

U 0 = A N Z + Z - e 2 4 π ε 0 r 0 1 - 1 n

Tirando as constantes ( A , N , e , ε 0 ) e o fator de repulsão ( 1 / n ), vemos que dois fatores regem o módulo da energia liberada na formação dos sólidos iônicos: a carga dos íons Z + Z - e a distância entre eles r 0 .

Quanto maior o valor das cargas, mais energia é liberada pela formação do sólido iônico. Quanto maior a distância entre o cátion e o ânion, menos energia é liberada pela formação do sólido.

E quanto mais energia é liberada, mais estável é o sólido, maior a tendência dele se formar e mais intimamente os íons estão ligados na estrutura sólida, beleza?

Passo 2

Bom, acabamos de ver então que a carga e a distância dos raios influenciam na quantidade de energia U 0 , certo? Sendo o valor do raio inversamente proporcional e o valor da carga diretamente proporcional!

Com essa informação, partiu analisar os valores das tabelas fornecidas, ok?

Na primeira tabela, temos o ânion fluoreto ( F - ) em comum e os cátions são, respectivamente, N a + , M g 2 + e A l 3 + .

Quem tem carga maior atrai mais o ânion gerando uma ligação iônica mais forte. Por isso a ligação do fluoreto com o cátion de alumínio é mais forte que a ligação com o cátion de magnésio, que é mais forte que a ligação com o cátion do sódio, beleza?

Agora vamos analisar os raios dessa galera aí! Raios maiores geram maiores valores de r o , diminuindo assim a energia do retículo cristalino.

Se a ordem de maior raio, respeita o sentido da setinha vermelha na tabela periódica abaixo:

Observando as posições de cada um deles, vemos que o A l 3 +   terá o menor raio iônico, seguido pelo M g 2 + e depois pelo N a + .

Então nós vimos que aqui, o raio iônico dos cátion e suas cargas levam às diferenças de valores de U 0 observadas na primeira tabela.

Passo 3

Olhando para a segunda tabela, todos os ânions tem a mesma carga (-1).

Por isso o fator determinante, neste caso, é o raio iônico! Vamos olhar para a tabela periódica novamente:

Vemos então que o raio iônico vai se comportar da seguinte forma:

I > B r > C l > F

Como as ligações iônicas são de origem eletrostática, quanto maior a distância entre os íons, menor a força da ligação.

Por isso os ânions menores geram ligações iônicas mais fortes e consequentemente maior liberação de energia na formação do sólido iônico.

Passo 4

Comparando as duas tabelas, vemos que na primeira, temos a ação tando da diferença de carga, aumentando a energia, como da diferença dos raios iônicos, diminuindo a energia... Enquanto que no segundo caso, temos apenas a diferença de raios diminuindo a energia.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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