NaCl, MgO e TiC (carbeto de titânio) têm a mesma estrutura cristalina. Quais as previsões sobre a dureza relativa e os pontos de fusão desses compostos?
15) Os halogênios combinam-se uns com os outros formando compostos inter-halogenados. Exemplos são o cloreto de bromo ( BrCl ), o brometo de iodo ( IBr ), o fluoreto de bromo ( BrF ) e fluoreto de cloro(CIF). Que compostos, entre os mencionados, deve ter o ponto de ebulição mais baixo, numa certa pressão? Explique a resposta.

Passo 1

O enunciado 1 nos dá três compostos cristalinos ( NaCl, MgO e TiC) que adotam a mesma estrutura (tipo cúbica de rede centrada em face) e pede previsões sobre dureza relativa e pontos de fusão. O conteúdo aqui é energia reticular e natureza de ligação em sólidos iônicos e covalentes.

Passo 2

Para prever a dureza relativa, lembramos que dureza em sólidos cristalinos está fortemente ligada à energia reticular e ao caráter das ligações.
  • Em NaCl temos íons Na^+ (1+) e Cl^- (1-) .
  • Em MgO temos Mg^2+ e O^2- , ligações iônicas mais fortes (cargas maiores e íons menores) to maior energia reticular.
  • Em TiC há ligações covalentes-metálicas muito fortes entre Ti e C to estrutura extremamente rígida.
    Logo a dureza cresce na ordem
NaCl < MgO < TiC

Passo 3

Para estimar pontos de fusão, usamos também a energia reticular: quanto maior, maior o ponto de fusão. Assim, comparando:
  • NaCl tem ponto de fusão em torno de 801^circC.
  • MgO é bem mais alto ( sim2852^circC) devido à ligação 2+,2-.
  • TiC funde em torno de 3160^circC graças às fortes ligações covalentes.
    Portanto, o ponto de fusão aumenta na mesma ordem da dureza:
NaCl < MgO < TiC

Passo 4

O enunciado 2 menciona compostos inter-halogenados ( BrCl, IBr, BrF e ClF) e pede qual deles tem ponto de ebulição mais baixo. O conteúdo é forças intermoleculares (dipolo-dipolo e forças de dispersão de London) e efeito da massa molecular.

Passo 5

Todos esses diatômicos são polares, mas a contribuição dominante nas diferenças de ponto de ebulição será a força de dispersão, que cresce com a massa molecular. As massas molares aproximadas são:
M(ClF)approx54,5, M(BrF)approx99, M(BrCl)approx115, M(IBr)approx207(g/mol)
Menor massa to menores forças de dispersão to menor ponto de ebulição.

Passo 6

Assim, dentre os quatro, o que tem menor massa é ClF, logo ele terá o ponto de ebulição mais baixo.

Resposta

1. Dureza: NaCl<MgO<TiC.
Pontos de fusão: NaCl<MgO<TiC.
2. O inter-halogenado de ponto de ebulição mais baixo é ClF, devido às menores forças de dispersão (menor massa molecular).

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