Pesquise sobre o ciclo de Born-Haber para a formação do NaCl , e explique a importância da energia de rede para a formação das ligações iônicas.

Passo 1

Vamos usar o ciclo de Born–Haber, que é um ciclo termodinâmico baseado na Lei de Hess, para relacionar entalpias de várias etapas (sublimação, ionização, dissociação, afinidade eletrônica e formação do sólido) de modo a obter a energia de rede de NaCl. Precisamos dos valores experimentais de cada etapa e da entalpia padrão de formação de NaCl(s).

Passo 2

Listamos as etapas e seus valores aproximados:
  1. Sublimação de sódio
Na(s)longrightarrow Na(g)
De<a H1=+108,4;kJ/mol
  1. Primeira energia de ionização do sódio
Na(g)longrightarrow Na^+(g)+e^-
De<a H2=+495,8;kJ/mol
  1. Dissociação do cloro molecular (para gerar um átomo)
tfrac12,Cl2(g)longrightarrow Cl(g)
De<a H3=+tfrac12times242,6=+121,3;kJ/mol
  1. Afinidade eletrônica do cloro
Cl(g)+e^-longrightarrow Cl^-(g)
De<a H4=-349,0;kJ/mol
  1. Formação do sólido iônico a partir dos íons gasosos (energia de rede)
Na^+(g)+Cl^-(g)longrightarrow NaCl(s)
Urede=;?;
  1. Entalpia padrão de formação do cloreto de sódio sólido
Na(s)+tfrac12,Cl2(g)longrightarrow NaCl(s)
De<a Hf^circ=-411,2;kJ/mol

Passo 3

Aplicando a Lei de Hess, escrevemos
De<a Hf^circ = De<a H1 + De<a H2 + De<a H3 + De<a H4 + Urede
e isolamos Urede:
Urede = De<a Hf^circ - (De<a H1 + De<a H2 + De<a H3 + De<a H4)
Substituindo os valores:
Urede = -411,2 - l(108,4 + 495,8 + 121,3 - 349,0r);kJ/mol
Urede approx -411,2 - (376,5);=;-787,7;kJ/mol

Passo 4

A energia de rede ( Urede) representa a energia liberada quando íons gasosos de cargas opostas se aproximam para formar o sólido. No caso de NaCl, seu elevado valor negativo ( approx -788;kJ/mol) indica forte atração eletrostática entre Na^+ e Cl^-. Essa energia compensa as etapas endoenergéticas (sublimação, ionização e dissociação), tornando a formação do sólido globalmente exotérmica. Assim, a energia de rede é o principal indicador da estabilidade e da força da ligação iônica.

Resposta

A energia de rede de NaCl calculada pelo ciclo de Born–Haber é de aproximadamente -788;kJ/mol. Esse grande valor de energia liberada comprova a forte atração eletrostática entre íons e é determinante para a estabilidade das ligações iônicas em NaCl.

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