Os raios atômicos dos íons
e
são:
.
(a) Usando as equações seguintes, calcule a força de atração entre esses dois íons na sua separação inter iônica de equilíbrio (ou seja, quando os íons estão apenas se tocando).
(b) Qual é a força de repulsão nessa mesma distância de separação?
é a permissividade do vácuo (
);
e
são os valores absolutos das valências dos dois tipos de íons;
é a carga do elétron
.
(c) A força de atração entre um cátion divalente e um ânion divalente é
N . Se o raio iônico do cátion for
, qual é o raio do ânion?
(a) Usando as equações seguintes, calcule a força de atração entre esses dois íons na sua separação inter iônica de equilíbrio (ou seja, quando os íons estão apenas se tocando).
(b) Qual é a força de repulsão nessa mesma distância de separação?
(c) A força de atração entre um cátion divalente e um ânion divalente é
Passo 1
O enunciado trata de calcular forças entre íons usando o potencial eletrostático de Coulomb
onde
Aqui:
,
, e para
e
temos
. Em equilíbrio a força de atração
é equilibrada pela mesma força de repulsão em módulo.
Passo 2
Calcular a distância interiônica de equilíbrio
Passo 3
Calcular
para íons monovalentes e em seguida
.
Passo 4
Em equilíbrio a força de repulsão tem módulo igual ao da atração, portanto
e aponta no sentido de afastar os íons.
Passo 5
Para íons divalentes
com força de atração conhecida
temos
e
Se o cátion tem raio
, o ânion vale
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)