Explique a tendência nas energias de rede dos óxidos de metais alcalino-terrosos.
Óxido | Energia de Rede
|
---|---|
MgO | -3795 |
CaO | -3414 |
SnO | -3217 |
BaO | -3029 |
Passo 1
Beleza, olha só o que o exercício pede: a gente tem quatro óxidos (MgO, CaO, SnO e BaO) e suas energias de rede (valores negativos porque é energia liberada). A matéria envolvida é energia de rede de compostos iônicos, que a gente calcula a partir da atração coulombiana entre os íons – ou seja, carga dos íons e distância entre eles. Para resolver, vamos precisar:
- Saber o que é energia de rede;
- Usar a ideia da Lei de Coulomb/Born–Landé pra ver como tudo varia com raio iônico e carga;
- Comparar os tamanhos dos cátions (Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺ e Sn²⁺) e entender polarização.
Passo 2
Primeiro, o que é energia de rede?
É a energia liberada quando formamos um cristal iônico a partir dos íons isolados no gás. Quanto mais negativa, mais forte é a “colinha” entre os íons. A fórmula simplificada (baseada na equação de Born–Landé) diz que
É a energia liberada quando formamos um cristal iônico a partir dos íons isolados no gás. Quanto mais negativa, mais forte é a “colinha” entre os íons. A fórmula simplificada (baseada na equação de Born–Landé) diz que
onde
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•
Passo 3
Então, na prática:
- Quanto maiores as cargas, maior o valor absoluto de
(mas aqui todos são 2×(–2)). - Quanto menor o
, ou seja, quanto menor for o raio do cátion (e do ânion), maior a atração e mais negativa a energia de rede.
Como estamos comparando só íons com carga 2, a grande diferença vem do tamanho:
Mg²⁺ é pequenininho, Ca²⁺ é maior, Sn²⁺ é ainda maior e Ba²⁺ é o maior.
Mg²⁺ é pequenininho, Ca²⁺ é maior, Sn²⁺ é ainda maior e Ba²⁺ é o maior.
Passo 4
Vamos ligar isso aos valores:
- MgO: raio do Mg²⁺ ~72 pm →
kJ mol⁻¹ (muito forte porque raio pequeno) - CaO: raio do Ca²⁺ ~100 pm →
kJ mol⁻¹ - BaO: raio do Ba²⁺ ~135 pm →
kJ mol⁻¹
E o SnO? Sn²⁺ tem raio ~112 pm, então cai ali entre Ca²⁺ e Ba²⁺, mas o valor de
de SnO é
kJ mol⁻¹. Além do tamanho, o cátion Sn²⁺ polariza bem o O²⁻ (mais caráter covalente), o que também reduz um pouco a energia de rede comparado a um íon “100% iônico”.
Passo 5
Resumindo a mistura de efeitos:
- Quanto maior o raio do cátion, menor a atração coulombiana → energia de rede menos negativa.
- Se rolar muito caráter covalente (como em SnO), também fica um pouco menos iônico e então o
cai.
Resposta
A energia de rede decresce na ordem
MgO (−3795) > CaO (−3414) > SnO (−3217) > BaO (−3029),
porque ao aumentar o raio do cátion a atração iônica diminui e, no caso de SnO, o caráter covalente extra reduz ainda mais a energia de rede.
MgO (−3795) > CaO (−3414) > SnO (−3217) > BaO (−3029),
porque ao aumentar o raio do cátion a atração iônica diminui e, no caso de SnO, o caráter covalente extra reduz ainda mais a energia de rede.