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;