Biología

Compostos Iônicos: Formação, Energia de Malha e Propriedades

Compostos iónicos

A maioria das rochas e minerais que nos cercam são feitos de íons mantidos juntos por ligações iônicas, a atração elétrica entre íons de carga oposta. Observe atentamente um cristal de sal. Com o que se parece? Olhe ainda mais de perto. Você sabe que o sal de cozinha é composto de Na + e Cl-, que se combinam com ligações iônicas para formar NaCl. Mas, você vê NaCl? Não. Você vê Na e Cl todos em uma estrutura de rede organizada.

Lembre-se da estrutura de pontos de Lewis para Na e Cl. Ambos são originalmente neutros com seu um e sete elétrons de valência, respectivamente. O sódio, que é um metal, perderá facilmente esse elétron para se tornar um cátion carregado positivamente. O cloro, um não metálico, ganhará um elétron para ficar carregado negativamente. O sódio transfere seu elétron para o cloro, o que deixa os dois felizes.


O sódio doa seu elétron ao cloro, formando um composto iônico
Sódio transfere elétron para cloro

Este é um exemplo de um composto iônico. Um composto iônico é um composto mantido unido por ligações iônicas. Exemplos de compostos iônicos incluem pirita, FeS2. Lembre-se de que uma ligação iônica é formada por meio da transferência de elétrons. Esses compostos são geralmente formados entre metais e não metais. A proporção de cátions para ânions é sempre de forma que não haja carga líquida. O que acontece é que o cátion metálico carregado positivamente forma uma ligação com um ânion não metálico carregado negativamente. Essa ligação é eletricamente neutra e forte, mas sua força varia dependendo de algo chamado energia da rede.

Energia da rede

A força dos compostos iônicos é medida com algo chamado energia da rede . É a energia liberada quando um mol de um composto iônico é formado. Isso significa que quando os íons individuais do composto se juntam para formar a rede cristalina, eles precisam de menos energia para ficarem juntos, então eles a liberam, e a energia liberada é chamada de energia da rede. A força de ligação entre os íons de carga oposta é mais forte quando os íons são pequenos. Isso ocorre porque os elétrons de valência estão mais próximos de seu núcleo, e o núcleo tem uma forte força ou atração sobre eles. Ele exerce essa mesma força em átomos vizinhos. A ligação também é mais forte à medida que a carga dos íons aumenta. Portanto, a força da ligação entre um cátion +1 e um ânion -1 não é tão forte quanto a força entre um cátion +3 e um ânion -2.

Alguns exemplos reais dessas diferenças:

Composto Nome Carregue em cada íon Energia da rede (kJ / mol)
NaCl Cloreto de Sódio 1, -1 -787,5
NaBr brometo de sódio 1, -1 -751,4
CaF2 fluoreto de cálcio +2, -1 -2634,7
MgO óxido de magnésio +2, -2 -3760

A energia da rede é negativa para mostrar que a energia é liberada quando o composto se junta. Portanto, quanto mais negativo o número, mais energia é liberada e mais forte é o vínculo. Ao comparar o brometo de sódio com o cloreto de sódio, ambos têm a mesma carga em seus íons, mas o bromo é maior do que o cloro, por isso tem uma energia menor. O óxido de magnésio é menor e tem uma carga maior do que o fluoreto de cálcio.


Quanto mais energia liberada quando o composto se junta, mais forte é a ligação
Mais energia liberada significa um vínculo mais forte

Propriedades de compostos iônicos

1. Os compostos iônicos têm propriedades únicas. Todos eles formam cristais. Um cristal é feito de um padrão ordenado e simétrico de átomos, denominado rede cristalina. A forma da rede cristalina é um arranjo que exige a menor quantidade de energia para ser mantido. Dentro do cristal, existem forças entre íons de carga oposta e entre os núcleos e elétrons de íons adjacentes.

2. Eles têm altos pontos de fusão e ebulição. Isso se deve à força da ligação iônica. As ligações são tão fortes que é necessária muita energia para movê-las de um estado para outro, seja de sólido para líquido ou de líquido para gasoso.

3. Eles são duros e quebradiços. As ligações iônicas nesses compostos são fortes e não permitem que as moléculas se movam muito, o que as torna facilmente quebráveis.

4. Eles conduzem bem a eletricidade quando dissolvidos em água. Isso ocorre porque o composto iônico é feito de íons, que são todos carregados positiva ou negativamente. Quando os íons são separados na água, eles permitem que os elétrons fluam.


Compostos iônicos conduzem eletricidade bem quando dissolvidos em água
Composto Iônico em Água

5. Como um sólido, os compostos iônicos são bons isolantes.

Resumo da lição

A maioria das rochas e minerais na Terra são compostos iônicos mantidos juntos por ligações iônicas. Essas ligações fortes são formadas entre um cátion metálico carregado positivamente e um ânion não metálico carregado negativamente.

As propriedades dos compostos iônicos incluem a formação de estruturas de rede cristalina, tendo altos pontos de fusão e ebulição, sendo duros e quebradiços e conduzindo bem eletricidade quando dissolvidos em água, mas sendo isolantes quando na forma sólida.

A energia da rede é a energia das ligações quando em sua forma de cristal. Essa energia aumenta quando os átomos que constituem o composto são pequenos e quando as cargas de cada átomo são grandes.

Resultados de Aprendizagem

Depois de assistir a este vídeo, você será capaz de:

  • Descreva o que é um composto iônico
  • Defina a energia da rede
  • Liste as propriedades dos compostos iônicos