Os sólidos iônicos KBr e KCl cristalizam no mesmo tipo de estrutura. Em qual composto as interações entre íons são mais fortes?
Passo 1
Beleza, vamos começar lembrando o que o exercício pede. A questão diz que os sólidos iônicos KBr e KCl cristalizam na mesma estrutura e pergunta em qual deles as interações entre os íons são mais fortes.
Conteúdo: ligações iônicas e energia reticular (ou força de atração iônica).
O que vamos precisar: entender que a força de atração entre cargas elétricas depende da distância entre elas (Lei de Coulomb) e dos valores das cargas (que aqui são iguais em módulo: +1 e –1).
Conteúdo: ligações iônicas e energia reticular (ou força de atração iônica).
O que vamos precisar: entender que a força de atração entre cargas elétricas depende da distância entre elas (Lei de Coulomb) e dos valores das cargas (que aqui são iguais em módulo: +1 e –1).
Passo 2
Teoria básica: segundo a Lei de Coulomb, a energia de interação (E) entre duas cargas pontuais é dada por
onde
-
é uma constante (positiva), -
e são as cargas elétricas (aqui para K⁺ e para Cl⁻ ou Br⁻), -
é a distância entre os centros dos íons.
Comoé igual para KCl e KBr (ambos são +1 × -1), a única coisa que muda é . Quanto menor , mais negativa (mais forte) fica a energia, ou seja, maior a atração.
Passo 3
Agora vamos comparar o tamanho (raio) dos ânions Cl⁻ e Br⁻. Em tabela de raios iônicos típicos temos, aproximadamente:
- Raio de K⁺: 152 pm
- Raio de Cl⁻: 181 pm
- Raio de Br⁻: 196 pm
Assim, a distância entre centros iônicos ® em cada cristal é:
Passo 4
Como
pm é menor que
pm, a atração coulômbica em KCl é mais intensa (mais negativa) do que em KBr.
Resposta
As interações iônicas são mais fortes em KCl.