Ligao Inica Aspectos Estruturais e Termodinmicos Considere a

Ligação Iônica : Aspectos Estruturais e Termodinâmicos Considere a reação entre o sódio e o cloro: Na(s) + ½Cl 2(g) Na. Cl(s) Hºf = - 410, 9 k. J (a) Um recipiente contendo gás cloro. (à esquerda) (b) A formação do Na. Cl começa quando o sódio é adicionado ao cloro. (figura central) (c) a reação alguns minutos mais tarde (à direita)

Ligação Iônica : Aspectos Estruturais e Termodinâmicos • A reação é violentamente exotérmica. • Inferimos que o Na. Cl é mais estável do que os elementos que o constituem. Por quê? • O Na perdeu um elétron para se transformar em Na+ e o cloro ganhou o elétron para se transformar em Cl-. Observe: Na+ tem a configuração eletrônica do Ne e o Cl- tem a configuração do Ar. • Isto é, tanto o Na+ como o Cl- têm um octeto de elétrons circundando o íon central.

Ligação Iônica: Aspectos Estruturais e Termodinâmicos Na(g) Na+(g) + e-(g) energia requerida = 494 k. J. mol-1 Cl(g) + e-(g) Cl-(g) energia liberada = 349 k. J. mol-1 energia requerida - energia liberada = + 145 k. J. mol-1 Na: 1 s 2 2 p 6 3 s 1 Na+: 1 s 2 2 p 6 3 s 0 octeto completo (Ne) Cl: [Ne] 3 s 2 3 p 5 Cl-: [Ne] 3 s 2 3 p 6 octeto completo (Ar) A energia de atração entre cátions e ânions é mais importante do que a formação do octeto!!

Compostos iônicos: íons Força de atração entre cargas: eletrostática e multidirecional Arranjo de ânions Cl- e cátions Na+ na estrutura ou retículo cristalino do Na. Cl Compostos iônicos -P. E. e P. F. elevados; -duros e quebradiços; -a maioria é solúvel em água; -as soluções conduzem corrente elétrica

Por que há formação de compostos? Como um modelo de átomo pode auxiliar na análise microscópica? -importância dos “elétrons de valência”! Modelo Quântico -existem configurações eletrônicas mais do átomo estáveis que outras. -como as configurações eletrônicas são alteradas quando se forma um composto? Gilbert N. Lewis (1875 -1946)

A análise do modelo que utilizamos permite algumas deduções Fato Gases nobres como o Hélio, Neônio e Argônio são chamados de gases inertes!! (até a década de 60 pensava-se que eles não reagiam com nada!) Teoria Dedução A inércia dos gases nobres deve estar relacionada com suas estruturas eletrônicas (a última camada é preenchida por 8 elétrons) Se as configurações eletrônicas podem ser alteradas de forma a se aproximar daquela de um gás nobre, os átomos ficariam menos reativos!!!

Análise da Reação entre o Sódio e o Cloro Considere a reação entre o sódio e o cloro: Na(s) + ½Cl 2(g) Na. Cl(s) Hºf = - 410, 9 k. J Na: 1 s 2 2 p 6 3 s 1 Na+: 1 s 2 2 p 6 3 s 0 octeto completo (Ne) Cl: [Ne] 3 s 2 5 p 5 Cl-: [Ne] 3 s 2 5 p 6 octeto completo (Ar)

O octeto explica a reação entre o sódio e o cloro? Os gases nobres tem configuração eletrônica da camada de valência ns 2 np 6 - “Octeto completo” “Octetos estáveis” “Regra do octeto” Na(s) +1/2 Cl 2(g) Na. Cl(s) H=-410, 9 k. J Esta energia é liberada para que Na e Cl tenham octetos estáveis!! Será que é verdade? ? ?

Ligação Iônica: Aspectos Estruturais e Termodinâmicos Na(g) Na+(g) + e-(g) energia requerida = + 494 k. J. mol-1 Cl(g) + e-(g) Cl-(g) energia liberada = - 349 k. J. mol-1 en. req. + en. lib. = + 145 k. J. mol-1 A energia de atração entre cátions e ânions é mais importante do que a formação do octeto!!

Formação do Par Iônico Etapa H, k. J mol-1 Processo 1 Na· Na+ + e- 2 ·Cl: + e- : : [: Cl: ]: : Na· + ·Cl: -349 (E liberada) Na+ [: Cl: ]- -449 (E liberada) : : Total Na+ + [: Cl: ]- : : 3 +494 (E absorvida) Na+[: Cl: ]- -304 (E líq. liberada)

Ciclo de Born-Haber (A) Hsublimação (D) (B) Hdissociação (C) Energia de Ionização (D) Afinidade Eletrônica (B) (E) (A) -437 k. J·mol-1 (F) (E) ( - ) Energia de rede (F) Energia líquida liberada ou Hformação do KCl(s)

Ciclo de Born-Haber Etapa Processo Energia transferida 1 K(s) K(g) Hsubl = 89 k. J 2 K(g) K+(g) + e- Hion = 418 k. J 3 ½Cl 2 Cl(g) ½ Hdiss = 122 k. J 4 e- + Cl(g) Cl-(g) Ha. e. = -349 k. J 5 K+(g) + Cl-(g) KCl(s) - Hrede = ? Total K(s) + ½Cl 2(g) KCl(s) Hf = - 437 k. J Hf = Hsubl + Hion + ½ Hdiss + Ha. e. + (- Hret) Hret = - Hf + Hsubl + Hion + ½ Hdiss + Ha. e. Hrede = 717 k. J

Cálculo da Energia de Rede Energia de rede é a energia requerida para separar completamente um mol de um composto sólido iônico em íons gasosos. Hrede = - Hf + Hsubl + Hion + ½ Hdiss + Ha. e. Hrede = +717 k. J/mol O sinal positivo no Hrede é esperado, pois é necessário energia para quebrar um mol de KCl sólido em íons K+(g) e Cl-(g).

Ciclo de Born-Haber . . Entalpia de dissociação ∆Ae ∆Hd ∆HEI ∆Hs U 0 Entalpia de ∆Hf(k. J/mol ) formação