Exercícios Resolvidos de Ligações Iônicas

UFMG – Lista de Química Geral – Ligação Iônica. Questão 1.

Considere o composto hipotético Equation .

a) Calcule a sua energia de rede. Suponha a estrutura do Equation e uma distância internuclear de Equation m.

b) Faça o ciclo de Born-Haber para o Equation indicando todas as etapas.

c) Calcule a entalpia padrão de formação para o Equation , utilizando a resposta do item (a) e os dados termoquímicos que forem necessários.

Passo 1

Em primeiro lugar, bora destacar aquela palavrinha ali: hipotético! Sério, é só uma hipótese, tá? O composto iônico esperado entre cálcio e flúor é o Equation e não Equation .

As informações aqui do passo 1, são dados que teriam que ser fornecidos pra você poder fazer essa questão, beleza?

Ali no item (a) ele te diz que a estrutura é semelhante à do Equation pra você saber qual constante de Madelung usar. A constante de Madelung ( Equation ) pra estrutura do Equation é Equation .

No item (b), a gente só vai usar a 1ª energia de ionização do cálcio, porque esse cálcio aí do enunciado só vai perder um elétron (embora a gente saiba que o cálcio perde 2 elétrons e forma o Equation , mas isso é um caso hipotético).

Pra fazer o item (c), na real, você precisa de muita informação.

  • Energia de sublimação do cálcio: Equation kJ/mol
  • Energia de dissociação do flúor: Equation kJ/mol
  • 1ª energia de ionização do cálcio: Equation kJ/mol
  • Afinidade eletrônica do flúor: Equation kJ/mol
  • Pronto, bora calcular.

    Passo 2

    a) Pra calcular a energia de rede do Equation :

    Equation

    Equation

    Equation

    Equation

    Equation

    Equation

    Equation

    Como cálcio assume a configuração do Ar e flúor assume a configuração do Ne:

    Equation

    Joga tudo na fórmula:

    Equation

    Joga tudo na calculadora:

    Equation

    Passo 3

    b) Duas formas diferentes de representar o Ciclo de Born-Haber pro Equation :

    Escolha a que você preferir. Ou melhor, a que o seu professor usa! :p

    E tem que dizer o que cada etapa aí representa:

    (1) Variação de entalpia de formação: Equation

    (2) Energia de sublimação do cálcio: Equation

    (3) Energia de dissociação de meio mol de gás flúor: Equation

    (4) 1ª Energia de ionização do cálcio: Equation

    (5) Entalpia de ganho de elétrons: Equation

    (6) Energia do retículo cristalino ou energia de rede do Equation : Equation

    Passo 4

    c) Pra calcular a entalpia padrão de formação, a gente vai precisar saber todos aqueles dados do passo 1:

  • Energia de sublimação do cálcio: Equation kJ/mol
  • Energia de dissociação do flúor: Equation kJ/mol
  • 1ª energia de ionização do cálcio: Equation kJ/mol
  • Afinidade eletrônica do flúor: Equation kJ/mol

Pelo ciclo de Born-Haber desenhado na esquerda, dá pra enxergar que:

Equation

Você pode preferir pensar que, partindo do Equation e indo para o sólido iônico Equation , a gente pode optar por dois caminhos. E como o caminho não interessa, a variação de energia pelos dois caminhos deve ser igual. “Um caminho deve ser igual ao outro”.

Equation

O segundo jeito é melhor porque você já vai ver se a sua resposta tem que ser positiva ou negativa, valeu?

Equation

Equation

Equation

Equation

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Resposta

a) Equation

c) Equation

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