Sólidos iônicos

Prof. Edson Nossol

Uberlândia, 31/05/2017

Química Fundamental I

SiO2 Quartzo sólido cristalino

SiO2 Vidro sólido não cristalino

Sólido cristalino: possui ordem a longa distância: átomos, moléculas ou íons ocupam posições específicas

Sólido não-cristalino: não apresentam um arranjo bem definido e não possuem ordem a longa distância

Célula unitária: unidade estrutural básica que se repete em um sólido cristalino

Célula unitária: unidade estrutural básica que se repete em um sólido cristalino

Célula unitária: unidade estrutural básica que se repete em um sólido cristalino

Célula unitária pontos do retículo

Sistemas cristalinos:

Cúbico Tetragonal Ortorrômbico

Monoclínico Hexagonal Romboédrico Triclínico

Sistemas cristalinos:

Sistemas cristalinos:

Fluorita Cúbico

CaF2

Calcopirita Tetragonal

Aragonita Ortorrômbico

Calcita Trigonal

Esmeralda Hexagonal

Calcopirita Tetragonal

CuFeS2

Aragonita Ortorrômbico

CaCO3

Calcita Trigonal CaCO3

Esmeralda Hexagonal

Be3Al2(SiO3)6

Azurita Monoclínico

Cu3(CO3)2(OH)2

Rodonita Triclínico

(Mn, Fe, Mg, Ca)SiO3

Célula unitária cúbica

Célula unitária cúbica

Cúbica corpo centrado Cúbica simples Cúbica face centrada

Número de coordenação: número de átomos ou íons que rodeiam um átomo ou íon em uma rede cristalina

X

Número de coordenação: 6

8 esferas 8 vértices

Átomos/cela unitária: 1/8 x 8 = 1 Cúbica simples 52,4 %

Número de coordenação: número de átomos ou íons que rodeiam um átomo ou íon em uma rede cristalina

Número de coordenação: 8

8 esferas 8 vértices

Átomos/cela unitária: 1/8 x 8 + 1 = 2 Cúbica corpo centrado 68%

1 esfera centro

Número de coordenação: número de átomos ou íons que rodeiam um átomo ou íon em uma rede cristalina

Número de coordenação: 12

8 esferas 8 vértices

Átomos/cela unitária: (1/8 x 8) + (1/2 x 6) = 4 Cúbica face centrada

74,1 %

6 esferas 6 faces

Relação aresta x raio:

Relação aresta x raio:

Exemplo: O ouro (Au) cristaliza em uma estrutura cúbica de face centrada e a sua densidade é 19,3 g cm-3. Calcule o raio atômico do ouro em picômetros.

Exercício: O európio cristaliza em uma rede cúbica de corpo centrado. A densidade do Eu é 5,26 g cm-3

. Calcule o raio atômico do európio em picômetros. M= 151,96 g mol-1

Estrutura e fórmula iônica

Cl-

Na+

• Um átomo no vértice 1/8 • Um átomo na aresta 1/4 • Um átomo na face 1/2 • Um átomo no interior 1

Na+: 12 arestas: 12 x 1/4 = 3 1 interior : 1 total: 4

Cl-: 8 vértices: 8 x 1/8 = 1 6 faces : 6 x 1/2 = 3 total: 4

4 íons Na+ / 4 íons Cl- razão 1:1 → NaCl

Exercício: Uma célula unitária do mineral perovskita é mostrada Abaixo. O composto é constituído por cátions de cálcio e titânio e ânions óxido. Com base na célula unitária, qual é a fórmula da Perovskita?

O2-: 12 arestas: 12 x 1/4 = 3

Ca+: 8 vértices: 8 x 1/8 = 1 CaTiO3

Ca2+

O2- Ti4+

Ti4+: 1 interior: 1

• Um átomo no vértice 1/8 • Um átomo na aresta 1/4 • Um átomo na face 1/2 • Um átomo no interior 1

Estruturas típicas dos sólidos iônicos

Sal gema ou NaCl

Exemplos: KBr, RbI, AgCl, MgO, SnAs

KBr

Estruturas típicas dos sólidos iônicos

Blenda de zinco

Exemplos: CuCl, CdS, HgS, InAs

CuCl

Estruturas típicas dos sólidos iônicos

Fluorita

Exemplos: UO2, BaCl2, HgF2, PbO2

HgF2