Explique por que
hidretos iônicos são mais densos que o metal que lhe deu origem.
hidretos iônicos são mais densos que o metal que lhe deu origem.
Passo 1
O enunciado pede para entender por que um hidreto iônico (por exemplo, LiH, NaH, Ca
etc.) tem densidade maior do que o metal correspondente (Li, Na, Ca). O conteúdo principal envolve o conceito de densidade
e como os raios atômicos e iônicos, bem como o empacotamento na rede cristalina, influenciam a massa por volume de um sólido.
Passo 2
Definimos densidade molar como a massa de uma fórmula química dividida pelo volume ocupado por essa fórmula na rede cristalina. Ao formar um hidreto iônico, o metal neutro
perde elétrons e vira cátion
, cujo raio iônico
é bem menor que o raio atômico
. Por outro lado, o hidrogênio ganha elétron e vira ânion
com raio
. Assim, ao invés de termos átomos de raio
dispostos numa determinada rede metálica, passamos a ter cátions e ânions com raios
e
.
Passo 3
Na rede iônica típica de um hidreto (por exemplo, estrutura tipo NaCl ou tipo antifluorita), o parâmetro de rede
escala aproximadamente como
Já na rede metálica do metal
, o parâmetro de rede é da ordem de
Como
, mesmo somando
, o volume por fórmula unitária
Ou seja, o hidreto não expande tanto seu volume para acomodar os íons.
Passo 4
Além da questão volumétrica, a massa por fórmula de um hidreto iônico é maior que a do metal puro (pois adiciona o átomo de hidrogênio). Assim, na razão
o numerador (massa) aumenta na formação do hidreto, ao passo que o denominador (volume) não cresce proporcionalmente — frequentemente até diminui um pouco em relação ao metal. O resultado é
.
Resposta
Hidretos iônicos são mais densos porque, ao formar
e
, o sólido mantém um volume unitário pequeno (devido ao raio iônico
ser bem menor que o raio atômico
) e, ao mesmo tempo, ganha massa ao agregar hidrogênio. Assim,
cresce, tornando o hidreto mais denso que o metal de origem.