Analise qual dos seguintes compostos iônicos possuem maior energia reticular. Explique?
a) MgO
b) NaCl
c) LiCl
d)
a) MgO
b) NaCl
c) LiCl
d)
Passo 1
O enunciado pede que eu analise qual dos compostos iônicos abaixo possui a maior energia reticular:
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Informações implícitas no enunciado (que vou usar): cada composto forma uma rede iônica com cátions e ânions com cargas inteiras típicas (
). Não há outros dados numéricos no enunciado, então vou aplicar os princípios gerais da energia reticular para comparar os quatro.
Passo 2
O que é energia reticular e quais fatores a controlam (aula rápida e direta).
A energia reticular é a energia liberada quando íons gasosos se juntam para formar um cristal iônico (ou a energia necessária para separar o cristal em íons gasosos). Em essência ela mede a força da atração iônica na rede. Os dois fatores principais que determinam a energia reticular são:
A energia reticular é a energia liberada quando íons gasosos se juntam para formar um cristal iônico (ou a energia necessária para separar o cristal em íons gasosos). Em essência ela mede a força da atração iônica na rede. Os dois fatores principais que determinam a energia reticular são:
-
As cargas dos íons: quanto maiores as cargas (em módulo) dos íons, maior a atração eletrostática e, portanto, maior a energia reticular. Isso vem da lei de Coulomb: cargas maiores atraem mais.
-
A distância entre centros iônicos (tamanho dos íons): quanto menor a distância entre centros (ou seja, quanto menores os íons ou menor for a soma dos raios iônicos), maior a atração e maior a energia reticular.
Matematicamente, de forma simplificada, a parte dominante da energia reticular segue a dependência coulombiana
onde:
-
é a energia reticular (negativa quando considerada energia liberada), -
é a carga do cátion (por exemplo ou ), -
é a carga do ânion (por exemplo ou ), -
é a carga elementar (constante), -
é a permissividade do vácuo (constante), -
é a distância entre centros iônicos na rede (tipo raio efetivo cátion + ânion).
Para comparação qualitativa entre compostos sem calcular constantes, costuma-se usar a regra prática
onde
e
são raios iônicos típicos dos íons envolvidos. Essa proporção captura os dois efeitos mencionados: produto de cargas (numerador) e soma dos raios (denominador).
Passo 3
Aplicando as regras: primeiro determinar as cargas dos íons em cada composto (sem cálculos ainda, só identificar os íons).
- Para
: cátion e ânion . Produto de cargas . - Para
: cátion e ânion . Produto . - Para
: cátion e ânion . Produto . - Para
: cátion e ânion . Produto .
Comentário didático: já dá para ver que compostos com íons
(como
) têm uma vantagem grande pela presença do fator
no numerador — o efeito das cargas é muito forte (a energia cresce com o produto das cargas).
Passo 4
Agora precisamos considerar os tamanhos dos íons (denominador). Vou usar valores típicos de raios iônicos em coordenação habitual (coordenação
; são valores aproximados de tabela) para fazer uma estimativa comparativa. Esses valores são apenas para comparar — não é preciso memorizar números exatos, o importante é saber interpretar:
Esses números estão em angström (
), onde
. Repare que
é bem menor que
e que
é pequeno apesar de ter carga
.
Passo 5
Calcular a estimativa proporcional
para cada sal (faço as contas passo a passo):
Para
:
Para
(cada par Mg–Cl na rede tem):
Para
:
Para
:
Passo 6
Interpretando os resultados numéricos: quanto maior
, maior a energia reticular estimada. As estimativas dão a ordem
Ou seja, em ordem decrescente de energia reticular prevista:
Explicação em palavras (resumindo o que aconteceu):
tem o maior produto de cargas (
) e íons relativamente pequenos (especialmente
é menor que
), então a atração é muito forte.
tem carga
no cátion, o que dá-lhe energia reticular maior que sais com cátion
, embora seja menor que
porque o ânion
é grande. Entre
e
, o
menor aproxima mais os íons, então
tem energia reticular maior que
.
Passo 7
Observações finais rápidas e motivação: existem efeitos secundários (polarização dos ânions, caráter covalente parcial, constantes de Madelung e fatores da rede cristalina) que ajustam os valores quantitativos, mas não mudam a ordem aqui — o efeito dominante é o produto das cargas e o tamanho dos íons. Então, relaxa: a regra prática “maior produto de cargas e menor soma de raios → maior energia reticular” resolve essa comparação sem precisar decorar números exatos.
Força e animo para a prova: prioriza entender essa regra e praticar umas comparações rápidas — é muita coisa, mas tu já aprendeu a pedra fundamental aqui!