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Química Inorgânica II Química do estado sólido
Sólidos Iônicos
O modelo iônico considera um conjunto de esferas com cargas opostas que interagem por forças coulombiana.
> 3 Diferença de eletronegatividade; Alto ponto de fusão; Quebradiços; Solúveis em água em sua grande maioria.
Fases binárias AXn
Sal gema, cloreto de césio, esfarelita, fluorita e arsenato de níquel
Estruturas típicas de sólidos iônicos
Sal gema
•Arranjo cúbico compacto de cátions e ânions. •Os cátions ocupam sítios octaédricos; •Cada íon está rodeado por 6 de carga oposta: NC (6,6)
Exemplos: NaCl, [Co(NH3)6][TlCl6], KCN, FeS2
Quantos íons de Na+ e Cl- há na célula unitária? É condizente com a fórmula conhecida?
rNa = 0,102 nm
rCl = 0,181 nm
Estruturas típicas de sólidos iônicos
Cloreto de césio
•Célula unitária cúbica de corpo centrado. •Formada por íons de raios similares. •Cada íon está rodeado por 8 de carga oposta: NC (8,8)
Exemplos: CsCl, CsBr, CsI, TlI, NH4Cl
Quantos íons de Cs+ e Cl- há na célula unitária?
rCs = 0,170 nm
rCl = 0,181 nm
Estruturas típicas de sólidos iônicos
Esfarelita (estrutura da blenda de zinco - ZnS)
•Baseada numa rede de ânions no empacotamento cúbico compacto expandido; •Cátions ocupam sítios tetraédricos; •Cada íon está rodeado por 4 vizinhos: NC (4,4)
Estruturas típicas de sólidos iônicos
Wurtzita (polimorfo do ZnS)
• Deriva de uma rede de empacotamento hexagonal compacto; •Cátions ocupam sítios tetraédricos; •Cada íon está rodeado por 4 vizinhos: NC (4,4)
Exemplos: ZnO, AgI, SiC
Estruturas típicas de sólidos iônicos
Fluorita (CaF2)
• Os cátions encontram-se em um arranjo do tipo empacotamento cúbico compacto expandido; •Estrutura da anti-fluorita: inverso da fluorita ex: Li2O
rCa = 0,100 nm
rF = 0,133 nm
•O sítio dos cátions está rodeado por 8 ânions; ânions em sítios tetraédricos rodeados por 4 vizinhos. : NC (8,4)
Estruturas típicas de sólidos iônicos
Rutílio(TiO2)
• Arranjo do tipo empacotamento hexagonal compacto; •Cátions ocupam metade dos sítios octaédricos
•NC (6,3)
Razão dos raios
Sugere os prováveis números de coordenação dos íons em um composto
maior
menor
r
r
Problema geométrico de esferas empacotadas.
À medida que o raio iônico aumenta, maior o número de átomos que podem se posicionar ao redor deste íon.
Razão dos raios
Qual a estrutura esperada para o TlCl (rc=164 pm e ra=181 pm)?
Fases ternárias - AaBbXn
A estruturas da perovsquita é adotada por compostos de estequiometria ABX3;
Estrutura cúbica: Cada cátion A é rodeado por 12 ânions X; Cada cátion B é rodeado por 6 ânions X;
Fases ternárias - AaBbXn
A estrutura do espinélio é adotada por compostos de estequiometria AB2O4
MgAl2O4: Arranjo cúbico compacto dos íons O2-; Os cátions A ocupam um oitavo dos sítios tetraédricos; Os cátions B ocupam metade dos sítios octaédricos;