Chimica generale e inorganica - il legame ionico

Il calcolo dell'energia di formazione dei composti ionici

Il calcolo dell'energia di formazione dei composti ionici giustifica pienamente le formule chimiche che li rappresentano.

Il legame ionico - La valenza ionica

Cloruro di magnesio: MgCl (MgCl₂) per il valore troppo basso+ - NON ESISTE dell'energia reticolare.

MgCl (MgCl₂) è una struttura cristallina stabile.

2+ - 2 2q q z z eα α= − = −1 2 1 2EM r r0 0E dipende dalle cariche degli ioni, aumentando in valore assoluto M con il loro prodotto. Quindi, compatibilmente con gli altri fattori energetici in gioco, ogni atomo in un composto ionico tende ad originare lo ione con la carica più elevata possibile.

Come regola generale, valida per gli elementi rappresentativi, la massima carica positiva che un atomo può assumere in un composto ionico è uguale al numero dei suoi e di valenza e la massima carica negativa è uguale al numero di e mancanti al raggiungimento.

della-configurazione del gas nobile successivo. 17Il legame ionico - La valenza ionica18Proprietà dei composti ionici¾ Danno origine a solidi cristallini¾ Hanno alte temperature di fusione¾ Sono ben solubili in acqua (e meno in solventi polari)¾ Sono insolubili in solventi apolari¾ Sono isolanti allo stato solido¾ Sono conduttori allo stato fuso¾ Sono duri, ma fragili 19Solidi cristalliniSono caratterizzati da una situazione di rigoroso ordineinterno a corto e lungo raggio.• Hanno una forma geometrica ben precisa• Sono anisotropi (hanno proprietà diverse in 2 diverse direzioni)• Hanno una temperatura di fusione 20Solidi cristalliniIn un cristallo la disposizione delle particelle è perfettamente regolare nelle 3 direzioni dello spazio.la più piccola unità che si ripeteCELLA ELEMENTARE:nelle 3 direzioni generando l'intero reticolo cristallinoDagli studi di Diffrazione dei Raggi X sono

Stati individuati 14 reticoli cristallini fondamentali

21 Solidi cristallini

I reticoli di Bravais

22 I reticoli di Bravais

23 Solidi ionici cristallini

Le posizioni degli ioni all'interno del reticolo cristallino sono determinate dall'equilibrio tra le forze attrattive e repulsive, in modo che l'energia complessiva dell'aggregato abbia il minimo valore possibile. Questo si realizza quando gli ioni di carica opposta sono alla minima distanza e quelli con carica di uguale segno sono alla distanza massima.

Nell'aggregato che ne risulta ciascun ione è circondato da un definito numero di ioni di segno opposto, detto numero di coordinazione considerato. n. coord = 6 coordinazione ottaedrica

24 Cristalli ionici - Dimensioni degli ioni

Nei cristalli ionici il numero di coordinazione degli ioni dipende dalla dimensione relativa degli ioni.

Raggi ionici (Å) di elementi con la configurazione elettronica del gas nobile indicato nella prima colonna

25 Solidi ionici

Considerando uno ione centrale, la disposizione degli ioni disegno opposto intorno allo ione di riferimento segue 3 tipi principali di coordinazione:

Es: CsCl_r = 0.732, n.coord. = 8

Coordinazione cubica r = -c

Es: NaCl_r = 0.732, 0.414, n.coord. = 6

Coordinazione ottaedrica r = -c, 0.414, 0.225

Es: ZnS r = 0.541

Coordinazione tetraedrica r = 0.389

Coordinazione cubica r = 0.922

A = anione

C = catione

Solidi ionici cristallini

I cristalli ionici sono caratterizzati da alti valori di temperatura di fusione e di ebollizione

Composto Energia Tfusione ebollizione

reticolare (°C) (°C)

(Kcal/mol)

NaF -218 988 1695

NaCl -186 801 1415

NaBr -173 750 1390

NaI -162 660 1305

CaO -842 2580 2850

Solidi ionici cristallini

La solubilità dei composti ionici deriva da:

- alto valore della costante dielettrica (ε) dell'acqua

q q1 2= ⋅ ⋅F tcos ε 2r♦

Solvatazione degli ioni da parte delle molecole polari dell’acqua

La solo allo stato fusocapacità di condurre la corrente elettricaè dovuta al fatto che il reticolo cristallino si è dissolto e gli ionisono liberi di muoversi.

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