As ligações químicas são a base para o entendimento de como as reações ocorrem. Utilizando seus conhecimentos, respondam as questões. Justifique quando necessário. (3,0)
c) Escreva o ciclo termoquímico para formação do sólido cloreto de alumínio (AlCl3). Explique cada etapa.

Passo 1

Beleza, o exercício tá pedindo o ciclo termoquímico (Born–Haber) pra formar o sal sólido AlCl₃. Isso é Termoquímica, mais exatamente Lei de Hess e energia de rede (lattice).
O que a gente vai precisar:
  • Sublimação de Al(s) → Al(g)
  • Energias de ionização de Al(g) → Al³⁺(g)
  • Quebra de ligações Cl₂(g) → Cl(g)
  • Afinidade eletrônica Cl(g) → Cl⁻(g)
  • Energia de rede Al³⁺ + 3 Cl⁻ → AlCl₃(s)
A partir do próximo passo a gente monta o ciclo em etapas bem de leve.

Passo 2

Etapa 1 – Sublimação do alumínio
Al(s) → Al(g)
ΔH₁ = ΔH_sub (a energia pra passar o Al sólido pra gás)

Passo 3

Etapa 2 – Ionizações do alumínio
Al(g) → Al⁺(g) ΔH₂ = IE₁
Al⁺(g) → Al²⁺(g) ΔH₃ = IE₂
Al²⁺(g) → Al³⁺(g) ΔH₄ = IE₃
Aqui somamos as três energias de ionização pra levar Al até Al³⁺ no gás.

Passo 4

Etapa 3 – Dissociação do cloro
Para formar 3 átomos de Cl(g) precisamos de 1,5 mol de Cl₂(g):
1,5 Cl₂(g) → 3 Cl(g)
ΔH₅ = 1,5 × D₀(Cl–Cl)

Passo 5

Etapa 4 – Afinidade eletrônica do cloro
Cada átomo de Cl(g) ganha um elétron:
Cl(g) + e⁻ → Cl⁻(g) ΔH₆ = –EA
Como são 3 átomos, total = 3 × (–EA)

Passo 6

Etapa 5 – Formação do retículo iônico (energia de rede)
Al³⁺(g) + 3 Cl⁻(g) → AlCl₃(s)
ΔH₇ = ΔH_latt (normalmente um valor negativo, porque libera energia)

Passo 7

Montando tudo pela Lei de Hess:
ΔH_f [AlCl₃(s)] = ΔH₁ + (ΔH₂+ΔH₃+ΔH₄) + ΔH₅ + 3·(–EA) + ΔH₇
Onde:
ΔH_sub = energia de sublimação de Al
IE₁, IE₂, IE₃ = 1.ª, 2.ª e 3.ª energias de ionização do Al
D₀(Cl–Cl) = energia de dissociação da molécula Cl₂
EA = afinidade eletrônica do Cl
ΔH_latt = energia de rede do AlCl₃

Resposta

O ciclo termoquímico (Born–Haber) para a formação do AlCl₃(s) é dado pelas etapas:
  1. Al(s) → Al(g) ΔH_sub
  2. Al(g) → Al³⁺(g) IE₁+IE₂+IE₃
  3. 1,5 Cl₂(g) → 3 Cl(g) 1,5·D₀
  4. 3 Cl(g) + 3 e⁻ → 3 Cl⁻(g) 3·(–EA)
  5. Al³⁺(g) + 3 Cl⁻(g) → AlCl₃(s) ΔH_latt
E pela Lei de Hess:
De

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