Exercícios Resolvidos de Ligações Iônicas

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Enunciado

  1. Qual a relação entre a energia de rede ( U o ) e a ligação iônica? Explique
  2. Considere os dados sobre alguns sólidos iônicos e seus íons:

Sabendo-se que os íons têm arranjos semelhantes na rede cristalina, como você explica o fato da temperatura de fusão (ou entalpia de fusão):

  1. do NaF(s) ser maior que do NaCl(s)? e
  2. do BaO(s) ser muito maior que do KF(s)?

Passo 1

  1. Primeiro passo é entender literalmente a relação entre energia de rede e ligação iônica. A energia de rede mede pra gente o quão juntinho e ligado estão os átomos em uma determinada ligação de uma rede cristalina, ou seja, quanto mais próximos esses átomos estiverem, em outras palavras, quanto maior a atração eletrostática entre eles (ligação iônica), maior será a energia de rede.
  2. Passo 2

  3. Para o primeiro caso podemos explicar usando a teoria de íons duros e moles. Íons duros são aqueles que tem uma nuvem eletrônica mais compactada, em outras palavras, possuem uma densidade eletrônica maior. Os íons que tem uma nuvem eletrônica mais maleável e suscetíveis a distorção da mesma na presença de um outro íon de carga oposta, são chamados de íons moles.

Vamos agora analisar o seguinte: o tamanho dos íons.

O cátion pra ambas espécies é igual, então com certeza a diferença do ponto de fusão está relacionado ao ânion ligado ionicamente. Observe que o C l - é maior que o F - , ou seja, o fluoreto (F-) tem maior densidade eletrônica, fazendo com que ele consiga “puxar” a nuvem eletrônica do Na+ com mais força. Essa “força de puxar” uma nuvem eletrônica indica pra gente o quanto um íon está eletrostaticamente atraído pelo outro, e, portanto, o NaF tem maior ponto de fusão exatamente por isso, pois estão mais ligados ionicamente e assim, precisamos dar mais energia ao sistema para poder passar de um estado físico para o outro.

Passo 2

Ainda sobre a letra (b), a gente agora vai analisar o BaO e o KF para entender a diferença entre eles. Bem, aqui nesse caso como temos íons totalmente diferentes um dos outros, não vale a pena a comparação por tamanho entre eles, mas sim pela equação de atração eletrostática que bem conhecemos como:

F e l = K Q 1 Q 2 d 2

Consideramos sempre que os íons são cargas pontuais e respeitam essa lei de atração eletrostática, beleza? Se você observar ali, essa força é diretamente proporcional ao produto das cargas pontuais, nesse caso, dos íons.

Observando então as espécies que estamos estudando, temos B a O e K F , onde os íons são: B a + 2 ,   O - 2 ,   K + 1   e   F - . Ou seja, o produto das cargas BaO é maior que do KF, e por isso temos que sua temperatura de fusão é muito maior, pois os íons estão mais fortemente atraídos.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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