O
pode ser uma impureza no MgO . Dessa forma, podem ser formados defeitos pontuais intersticiais de
com a adição de 2 ions
. Reescreva corretamente a afirmativa acima à partir de:
"podem ser formados…
"podem ser formados…
Passo 1
O enunciado informa que há impureza de
em
e afirma (incorretamente) que "podem ser formados defeitos pontuais intersticiais de
com a adição de 2 ions
". A tarefa é reescrever corretamente a partir da expressão inicial “podem ser formados…”. Informações relevantes fornecidas: presença de
como impureza e a ideia de que duas espécies de alumínio geram um defeito intersticial de oxigénio. Não há mais dados numéricos; precisamos consertar termos errados e explicar por quê.
Passo 2
Primeiro, corrijamos e esclareçamos os sinais das cargas das espécies químicas (isso é básico e importante):
em
é catião
, o oxigénio é ânion
e o alumínio é cátion
. A notação
do enunciado está errada: o alumínio não é negativo, é positivo. Então a incorporação relevante é de
, não de
.
Passo 3
Explique, de forma simples, que tipos de defeitos pontuais participam:
- Defeito substitucional: um átomo diferente ocupa um sítio da rede (por exemplo,
ocupando um sítio de ). - Defeito intersticial: um átomo ocupa um sítio intersticial (por exemplo, um
em um espaço entre átomos).
Quando se inserem átomos com carga diferente na rede, precisa haver compensação de carga para manter neutralidade elétrica macroscópica do cristal.
Passo 4
Apresento a notação de Kröger–Vink (útil e padrão para esse tipo de problema). Sintaxe e significado:
- Subscrito indica o sítio ocupado: por exemplo,
significa um átomo de alumínio no sítio do magnésio. - Expoente indica carga efetiva relativa ao sítio:
(ponto) representa carga positiva efetiva; (apóstrofo) representa carga negativa efetiva; representa neutro.
Exemplos: -
significa substituindo ; a diferença de carga é , por isso um único . -
significa um oxigénio intersticial com carga efetiva (dois ).
Passo 5
Façamos o balanço de cargas que leva à formação do defeito indicado:
- Cada substituição de
por gera uma carga efetiva , escrita como . - Duas tais substituições somam carga efetiva
: . - Um oxigénio intersticial
tem carga efetiva .
Portanto, a combinação
é eletricamente neutra (
) e é a descrição correta, em notação de defeitos, do processo sugerido.
Passo 6
Interprete fisicamente: a incorporação de
em
pode fornecer dois catiões
que substituem dois sítios
(cada substituição deixa um excesso de carga
); essa carga é compensada pela entrada de um ânion
no interstício do retículo (defeito intersticial), escrito como
. Isso explica por que "duas impurezas
" e "um oxigénio intersticial
" aparecem juntos.
Passo 7
Observação didática e dica para prova: sempre cheque os sinais das cargas e faça a conta simples de conservação de carga (soma das cargas efetivas deve ser zero). Use a notação de Kröger–Vink para comunicação curta e correta. Um passo útil na prova é escrever as cargas numéricas (por ex.
e
) para ver que compensam.
Resposta
podem ser formados defeitos pontuais intersticiais de
(escritos como
na notação de Kröger–Vink) para compensar a carga positiva gerada por duas impurezas
que substituem sítios de
(escritas como
).