Questão 03. Coloque os compostos seguintes em ordem crescente de energia de rede: Ral
, Csl, LiF. Justifique a sua resposta.
Passo 1
O enunciado pede para colocar, em ordem crescente, a energia de rede dos três compostos dados:
,
e
.
Informações relevantes fornecidas (interpretei os símbolos como indicados acima):
,
e
.
A tarefa: ordenar esses compostos do menor para o maior valor da energia de rede e justificar a ordem.
Informações relevantes fornecidas (interpretei os símbolos como indicados acima):
A tarefa: ordenar esses compostos do menor para o maior valor da energia de rede e justificar a ordem.
Passo 2
O que é energia de rede e como avaliamos qualitativamente?
A energia de rede de um sal iônico é a energia liberada quando íons no estado gasoso se combinam para formar o sólido cristalino. Fisicamente ela mede a força das atrações eletrostáticas entre os íons: mais atração → maior (em módulo) energia de rede. Uma expressão aproximada que explica o comportamento é a forma qualitativa do potencial coulombiano/Born–Landé, segundo a qual a energia de rede (módulo) é aproximadamente proporcional a
A energia de rede de um sal iônico é a energia liberada quando íons no estado gasoso se combinam para formar o sólido cristalino. Fisicamente ela mede a força das atrações eletrostáticas entre os íons: mais atração → maior (em módulo) energia de rede. Uma expressão aproximada que explica o comportamento é a forma qualitativa do potencial coulombiano/Born–Landé, segundo a qual a energia de rede
onde:
é a carga do cátion (por exemplo
tem
),
é a carga do ânion (por exemplo
tem
),
e
são os raios iônicos efetivos do cátion e do ânion respectivamente.
Explicação intuitiva: o numerador mostra que cargas maiores aumentam fortemente a atração; o denominador
representa a distância entre centros iônicos no retículo — quanto menor, mais forte a atração. Portanto, para comparar energias de rede devemos olhar para o produto das cargas e para o tamanho (soma dos raios iônicos).
Explicação intuitiva: o numerador
Passo 3
Identificar cargas dos íons em cada composto (informação simples do enunciado/ fórmula):
→ íons
e
, produto das cargas
.
→ íons
e
, produto das cargas
.
→ íons
e
(dois iodetos), produto das cargas entre cátion e ânion
.
Conclusão rápida: somente tem cátion com carga
, o que tende a aumentar muito a energia de rede.
Conclusão rápida: somente
Passo 4
Comparar tamanhos iônicos qualitativamente (tendências periódicas) e usar estimativas típicas de raios iônicos para obter um proxy numérico razoável. Aqui uso valores típicos de raios iônicos (coordenação comum) apenas para comparação qualitativa/estimativa:
:
.
:
.
:
.
:
.
:
(raio iônico típico para cátion com coordenação alta).
Observação: não precisamos de precisão absoluta desses números; usamos eles para comparar ordens de grandeza das distâncias iônicas.
Observação: não precisamos de precisão absoluta desses números; usamos eles para comparar ordens de grandeza das distâncias iônicas.
Passo 5
Calcular a soma dos raios iônicos (
) e o “proxy”
para cada sólido — quanto maior esse proxy, maior expectativa de energia de rede (em módulo).
Para
:
Para
:
Para
(comparando cátion
com
):
Passo 6
Interpretando os resultados numéricos aproximados acima: o proxy indica que a ordem, do menor para o maior valor de energia de rede (em módulo), é
Física por trás:
tem íons grandes (soma de raios grande) e cargas apenas
, então atração fraca → menor energia de rede.
tem íons muito pequenos (distância menor) e cargas
, por isso energia de rede intermédia/alta.
tem produto de cargas maior (
) — o efeito da carga dupla é bastante forte e supera o aumento da distância devido a íons maiores, resultando na maior energia de rede entre os três.