Uma característica dos compostos iônicos é sua dureza. Como podemos justificar essa característica do composto iônico?
Passo 1
O enunciado pergunta por que compostos iônicos são duros; o conteúdo envolvido é ligação iônica e estrutura de reticulado cristalino. Para responder, vamos usar o conceito de interação eletrostática entre íons e como isso se reflete na energia de rede.
Passo 2
Formação de íons: em um composto iônico, um átomo doa elétrons para outro, gerando cátions (
) e ânions (
). Esses íons possuem cargas elétricas opostas e tendem a se atrair fortemente segundo a Lei de Coulomb.
Passo 3
Interação eletrostática entre dois íons pontuais separados por distância
é dada por
onde
é a constante eletrostática. Quanto maior a carga dos íons e menor a distância
, maior é a força de atração.
Passo 4
No cristal iônico, cada íon interage simultaneamente com vários íons vizinhos de carga oposta, formando um reticulado rígido. A soma dessas interações — chamada de energia de rede — é muito alta, o que faz com que seja necessário grande energia para deslocar íons e deformar o cristal.
Passo 5
Como deformar o reticulado iônico exige romper ou distorcer muitas fortes ligações eletrostáticas, o material se mostra resistente a riscos ou esmagamentos, ou seja, duro.
Resposta
A dureza dos compostos iônicos se justifica pelas fortes interações eletrostáticas entre cátions e ânions em um reticulado cristalino, que resultam em alta energia de rede e tornam o cristal rígido e difícil de deformar.