CAPÍTULO 4 LIGAÇÕES QUÍMICAS SUMÁRIO 4.1 ... - Unioeste

números quânticos, pois ocupam diferentes regiões do espaço. Se a distância entre
os íons diminuir, as funções de onda dos elétrons internos principiam a se superpor;
isto é, os elétrons dos dois íons principiam a ocupar a mesma região do espaço. Em
virtude do princípio da exclusão, alguns destes elétrons devem ir para estados
quânticos com energia mais elevada. Porém, é necessário energia para deslocar os
elétrons até estados quânticos com energia mais elevada. Este aumento de energia,
quando os íons estiverem muito próximos, é equivalente à repulsão entre os íons.
Os estados de energia dos elétrons se alteram gradualmente à medida que os íons
se aproximam. Na fig. 4.7, mostra o gráfico da energia potencia dos íons Na + e Cl -
em função da separação entre os íons. A energia tem valor mínimo na separação
correspondente ao equilíbrio, 0,236 nm. Em separações menores, a curva da
energia se eleva abruptamente em consequência do princípio da exclusão. A
energia necessária para separar os íons e formar os átomos neutros de sódio e de
cloro é a energia de dissociação, que é cerca de 4,26 eV para o NaCl.
A distância de separação de equilíbrio de 0,236 nm, vale para o NaCl
diatômico, gasoso, que se obtém pela vaporização do NaCl sólido. Normalmente, o
NaCl está na forma sólida, com uma estrutura cristalina cúbica, na qual os íons Na +
e Cl - se alternam nos pontos de uma rede espacial cúbica. A separação dos dois
íons no cristal é um tanto maior, cerca de 0,28 nm. Em virtude da presença dos íons
vizinhos da rede, com carga elétrica de sinal oposto, a energia coulombiana por par
de íons é mais baixa quando os íons estão no cristal.
Figura 4.7 - Energia potencial da interação dos íons Na + e Cl - em função da
distância de separação dos dois r.
4.5.2 Forças e energias interatômicas em pares iônicos
Consideremos um par de íons de cargas opostas, por exemplo, o par Na + Cl - ,
que se aproximam um do outro a partir de uma grande distância r. À medida que os
íons se aproximam um do outro, são mutuamente atraídos pelas forças de Coulomb,
isto é, o núcleo de um íon atrai a nuvem eletrônica do outro e vice-versa. Quando os
íons se aproximam ainda mais um do outro, haverá eventualmente interações entre
as respectivas nuvens eletrônicas, o que origina forças repulsivas. Quando as forças
atrativas igualarem-se às forças repulsivas, não haverá nenhuma força global entre
os íons e estes estarão a uma distância de equilíbrio, a distância r0
A força total entre um par de íons de cargas opostas é igual à soma das
forças atrativas e repulsivas, conforme a eq. (4.1) é
FN = FA + FR.
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