Com base nessas informações, calcule a entalpia de rede dos seguintes compostos iônicos.
Calcule a entalpia de rede do
-
-
- EI2(Ca):
-
H_dissociação(F2):
- AE(F):
-
(CaF2):
Calcule a entalpia de rede do
Passo 1
O que o exercício pede: calcular a entalpia de rede (entalpia de formação do retículo iônico a partir dos íons gasosos, geralmente chamada de
ou
) do composto
.
Dados fornecidos (vou listar exatamente como vieram, cada um em matemática):
Observação:
é a afinidade eletrônica do flúor (valor negativo indica que a captura de elétron libera energia).
Passo 2
Escolhendo o método e escrevendo a estratégia (explicação didática e passo a passo)
- Vamos usar o ciclo de Born–Haber (uma maneira padrão de relacionar a entalpia de formação de um sal iônico com as etapas necessárias: atomização, ionização, dissociação de halogênio, afinidades eletrônicas e a formação do retículo).
- A equação balanço que liga tudo é (aqui a convenção é somar todas as etapas que levam dos elementos no estado padrão ao sal formado; a energia de rede aparece como última etapa que libera energia):
onde
-
é a energia para transformar em . -
é a energia para quebrar em . (Note que usamos a dissociação inteira de uma molécula de porque a fórmula do sal consome duas unidades de .) -
e são as duas primeiras energias de ionização de cálcio, para formar . -
é a afinidade eletrônica do flúor (o valor dado é por átomo de F); como cada F recebe um elétron, multiplicamos por 2. Lembre que tipicamente é negativo se a captura libera energia. -
é a entalpia de rede que queremos (é a energia liberada quando os íons gasosos e se combinam para formar ). Em convenção de sinais, é negativo (exotérmica) quando o retículo se forma.
Agora, isolamos
na equação para calcular a partir dos dados:
Passo 3
Calcular os termos numéricos intermediários (mostrando cada soma com cuidado)
- Soma das energias de ionização:
- Soma das afinidades eletrônicas para dois átomos de F:
- Agora somamos os termos que entram entre colchetes:
Substituindo números:
Faço a soma em etapas:
Logo o total dos passos (exceto
) é
Passo 4
Isolando e calculando
(fazendo a subtração final)
Usando a fórmula isolada:
Usando a fórmula isolada:
Substituindo
:
Agora a subtração:
Portanto o valor calculado para a entalpia de rede é
.
Passo 5
Interpretação e dicas para a prova (pequena recapitulação didática, pra te animar)
- O número é negativo, o que significa que a formação do retículo libera energia — isso é esperado: íons gasosos se atraem fortemente e ao formar o sólido energia é liberada.
- Na prova: escreva claramente as etapas do ciclo de Born–Haber, some todos os termos (atenção ao sinal da afinidade eletrônica) e isole
. Pratique com outros sais (por ex. , ) para pegar o jeito. Você consegue — vai com calma e cheque sinais com atenção.