UFPE – Química 2 – SC – Questão 3 / 2019.1
- Qual a relação entre a energia de rede e a ligação iônica? Explique
- Considere os dados sobre alguns sólidos iônicos e seus íons:
Sabendo-se que os íons têm arranjos semelhantes na rede cristalina, como você explica o fato da temperatura de fusão (ou entalpia de fusão):
- do NaF(s) ser maior que do NaCl(s)? e
- do BaO(s) ser muito maior que do KF(s)?
Passo 1
- Primeiro passo é entender literalmente a relação entre energia de rede e ligação iônica. A energia de rede mede pra gente o quão juntinho e ligado estão os átomos em uma determinada ligação de uma rede cristalina, ou seja, quanto mais próximos esses átomos estiverem, em outras palavras, quanto maior a atração eletrostática entre eles (ligação iônica), maior será a energia de rede.
- Para o primeiro caso podemos explicar usando a teoria de íons duros e moles. Íons duros são aqueles que tem uma nuvem eletrônica mais compactada, em outras palavras, possuem uma densidade eletrônica maior. Os íons que tem uma nuvem eletrônica mais maleável e suscetíveis a distorção da mesma na presença de um outro íon de carga oposta, são chamados de íons moles.
Passo 2
Vamos agora analisar o seguinte: o tamanho dos íons.
O cátion pra ambas espécies é igual, então com certeza a diferença do ponto de fusão está relacionado ao ânion ligado ionicamente. Observe que o é maior que o , ou seja, o fluoreto (F-) tem maior densidade eletrônica, fazendo com que ele consiga “puxar” a nuvem eletrônica do Na+ com mais força. Essa “força de puxar” uma nuvem eletrônica indica pra gente o quanto um íon está eletrostaticamente atraído pelo outro, e, portanto, o NaF tem maior ponto de fusão exatamente por isso, pois estão mais ligados ionicamente e assim, precisamos dar mais energia ao sistema para poder passar de um estado físico para o outro.
Passo 2
Ainda sobre a letra (b), a gente agora vai analisar o BaO e o KF para entender a diferença entre eles. Bem, aqui nesse caso como temos íons totalmente diferentes um dos outros, não vale a pena a comparação por tamanho entre eles, mas sim pela equação de atração eletrostática que bem conhecemos como:
Consideramos sempre que os íons são cargas pontuais e respeitam essa lei de atração eletrostática, beleza? Se você observar ali, essa força é diretamente proporcional ao produto das cargas pontuais, nesse caso, dos íons.
Observando então as espécies que estamos estudando, temos e , onde os íons são: . Ou seja, o produto das cargas BaO é maior que do KF, e por isso temos que sua temperatura de fusão é muito maior, pois os íons estão mais fortemente atraídos.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)