Quais as estruturas adotadas pelos sulfetos do Grupo 2?

Passo 1

O enunciado pede para identificarmos as redes cristalinas (estruturas) dos sulfetos dos metais alcalino‐terrosos (
BeS, MgS, CaS, SrS, BaS). O conteúdo envolve cristalografia de compostos iônicos e a aplicação da regra da razão de raios iônicos para prever coordenações tetraédrica (tipo ZnS) ou octaédrica (tipo NaCl).

Passo 2

A regra de razão de raios iônicos diz que a proporção
rcationrânion â
informa a coordenação preferida:
– Se tfracrcra>rsim0,414, tende a coordenação octaédrica (tipo NaCl).
– Se 0,225<=sssimtfracrcra<=sssim0,414, tende a coordenação tetraédrica (tipo ZnS).
Desvios ocorrem por forte caráter covalente, mas a regra dá boa indicação.

Passo 3

Para os íons sulfeto usamos r(S^2-)approx1,70--1,84,AA (coord.\ VI). Os raios iônicos de M^2+ em coord.\ VI são (Shannon):
r(Be^2+)approx0,59>AA, r(Mg^2+)approx0,72>AA, r(Ca^2+)approx1,00>AA, r(Sr^2+)approx1,18>AA, r(Ba^2+)approx1,35>AA
Calculando tfracrcra:
-- Para Be^2+: tfrac0,591,70approx0,35 (zona tetraédrica).
-- Para Mg^2+: tfrac0,721,70approx0,42 (ligeiramente acima de 0,414, zona octaédrica).
-- Para Ca^2+, Sr^2+, Ba^2+: as razões são ainda maiores, firme na zona octaédrica.

Passo 4

Conclusão baseada na regra e em observações experimentais:
BeS forma estrutura do tipo ZnS (coordenação tetraédrica), com polimorfos esfalerita (cúbica) ou wurtzita (hexagonal).
MgS, CaS, SrS e BaS formam estrutura do tipo NaCl (coordenação octaédrica).

Resposta

BeS: estrutura do tipo ZnS (esfalerita/wurtzita)
MgS, CaS, SrS e BaS: estrutura do tipo NaCl (halita)

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