Comparación del CsI y TiO2 suponiendo enlace iónico

Química. Catión cesio. Yoduro. Óxido. Energía reticular. Propiedades. Constante de Madelung

  • Enviado por: Jose María Arnaiz
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 7 páginas
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3.- ESTUDIO COMPARATIVO DEL CsI y TiO2 SUPONIENDO ENLACE IÓNICO PARA AMBOS

Análisis Estructural.

A)CsI..................................... Yoduro de Cesio

  • Sustancia compuesta iónica.

  • Mecanismo de enlace: atracción electrostática entre las cargas positivas Cs+ y las cargas negativas I-.

  • Unidad física: el cristal formado por la ordenación de millones de cationes cesio y millones de yoduros en una proporción de un catión cesio por cada yoduro.

Catión cesio Cs+

Constitución

Núcleo

55 protones

78 neutrones

Corteza

54 electrones

Cs+ 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p6

Yoduro I-

Constitución

Núcleo

53 protones

73 neutrones

Corteza

54 electrones

I- 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p6

B)TiO2..................................... Óxido de titanio(IV)

  • Sustancia compuesta iónica.

  • Mecanismo de enlace: atracción electrostática entre las cargas positivas Ti4+ y las cargas negativas O2-.

  • Unidad física: el cristal formado por la ordenación de millones de cationes titanio(IV) y millones de óxidos en una proporción de un catión titanio(IV) por cada dos óxidos.

Catión titanio(IV) Ti4+

Constitución

Núcleo

22 protones

26 neutrones

Corteza

18 electrones

Ti4+ 1s2 2s2p6 3s2p6

Óxido O2-

Constitución

Núcleo

8 protones

8 neutrones

Corteza

10 electrones

O2- 1s2 2s2p6

PROPIEDADES

Las propiedades físicas de un cristal iónico vienen dadas por la energía reticular (ER).

La energía reticular expresa la cantidad de energía que hay que comunicar al cristal para separar los iones de un mol de cristal. La formula se deduce de la ley de Coulomb que expresa la cantidad de energía necesaria para separar dos cargas.

Z1 e · Z2 e · NA · A

ER = K ---------------------------

d

d Suma de los radios iónicos

Z1 e Carga de uno de los iones

Z2 e Carga del otro ion

NA Constante de Avogadro

A Constante de Madelung. Su valor depende de tres factores:

  • Si NA parejas del compuesto no son un mol el valor de A aumentará.

  • Cuanto mayor sea la interacción de un ion con los que lo rodean mayor será el valor de A

  • Participación de enlace covalente. El catión tiende a atraer a los electrones “deformando” al anión. Cuanto menor sea el tamaño del catión, mayor será la intensidad de su campo eléctrico y por tanto el valor de A.

  • Comparación de la energía reticular

    • Atracción de sus cargas (Z1 · Z2)

    a.-)CsI

    b.-)Ti O2

    La fuerza con que se atraen los iones en el óxido de titanio(IV) es mayor que la fuerza con que se atraen los del yoduro de cesio.

    • Tamaño de los iones (d )

    La distancia entre los centros de gravedad es más grande en el CsI ya que los radios de sus átomos son más grandes. Por este camino también hallamos que la energía reticular es mayor en el óxido de titanio(IV) que en el yoduro de cesio.

    • Constante de Madelung

  • NA parejas de átomos si son un mol en el yoduro de cesio pero no lo son en el óxido de titanio(IV). Por aquí A es mayor en el óxido de titanio(IV) que en el yoduro de cesio.

  • Interacción múltiple: se da con mayor intensidad en el óxido de titanio(IV) que en yoduro de cesio. Por eso A será mayor.

  • La intensidad del campo eléctrico generado por el catión titanio(IV) es mayor que la generada por el catión cesio porque el catión titanio(IV) tiene más carga y es más pequeño. Por lo tanto hay mayor participación de enlace covalente, y consiguientemente A es mayor, en el óxido de titanio(IV).

  • Por todos los caminos obtenemos que la energía reticular será mayor en el óxido de titanio(IV) que en el yoduro de cesio.

    Ambos son sólidos, más densos que el agua. Sin embargo la agregación del óxido de titanio(IV) es mayor y por tanto sus puntos de fusión y ebullición son más altos. También es más duro y tenaz pero su coeficiente de dilatación es inferior

    Ambos son solubles en agua por ser sustancias polares y ninguno de los dos conduce en estado sólido aunque sí en disolución acuosa ya que en este caso disocian iones.

    Cs 2

    I 2

    Z1 · Z2 = 2 · 2 = 4

    Ti 4 O 2

    Z1 · Z2 = 4 · 2 = 8