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.
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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.
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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.
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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