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.
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
nos dá três compostos cristalinos (
,
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
temos íons e . - Em
temos e , ligações iônicas mais fortes (cargas maiores e íons menores) maior energia reticular. - Em TiC há ligações covalentes-metálicas muito fortes entre Ti e C
estrutura extremamente rígida.
Logo a dureza cresce na ordem
Passo 3
Para estimar pontos de fusão, usamos também a energia reticular: quanto maior, maior o ponto de fusão. Assim, comparando:
-
tem ponto de fusão em torno de . -
é bem mais alto ( ) devido à ligação . - TiC funde em torno de
graças às fortes ligações covalentes.
Portanto, o ponto de fusão aumenta na mesma ordem da dureza:
Passo 4
O enunciado
menciona compostos inter-halogenados (
,
,
e
) 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:
Menor massa
menores forças de dispersão
menor ponto de ebulição.
Passo 6
Assim, dentre os quatro, o que tem menor massa é
, logo ele terá o ponto de ebulição mais baixo.
Resposta
Pontos de fusão: