Energia Reticular (UR) i Propietats dels Enllaços Químics

Energia Reticular (UR) i Enllaç Iònic

L'Energia Reticular (UR) és l'energia que s'allibera en el procés de formació de l'enllaç iònic a partir dels ions en estat gasós (G).

Com més gran sigui l'energia alliberada ($U_R$) en el procés, més estable serà la xarxa iònica i més grans seran les forces d'atracció entre els ions que formen el compost iònic.

Càlcul de l'Energia Reticular

L'Energia Reticular es pot calcular mitjançant el cicle de Born-Haber:

$$U_R = \Delta H^\circ_f - \Delta H_{sub} - \frac{1}{2}\Delta H_{dis} - EI - AE$$

Equació de Born-Lande

L'equació de Born-Lande permet estimar l'Energia Reticular a partir de les propietats físiques dels ions:

$$U_R = K \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{d^2}$$

Segons aquesta equació, l'Energia Reticular ($U_R$) és proporcional al producte de les càrregues dels ions ($q_1 \cdot q_2$) i inversament proporcional a la seva distància ($d$).

Propietats dels Compostos Iònics

• Són sòlids a temperatura ambient.
• Tenen punts de fusió i ebullició molt elevats. A major $U_R$, major punt de fusió.
• Són durs, ja que per a ratllar-los cal trencar els enllaços. Per tant, com més estable és el compost iònic i més gran és la $U_R$, major és la duresa.
• Són fràgils, perquè en fer lliscar una capa sobre una altra, queden enfrontats ions del mateix signe, produint una repulsió electrostàtica que trenca la xarxa.
• Són solubles en dissolvents polars (com l'aigua), ja que estan formats per càrregues que, en entrar en contacte amb el dissolvent, s'envolten de molècules d'aigua (procés de solvatació).
• Són bons conductors d'electricitat en estat de fusió o en dissolució aquosa, gràcies a la mobilitat dels ions.

Propietats dels Compostos Covalents

Substàncies Atòmiques

• Són sòlids cristal·lins a temperatura ambient amb un alt punt de fusió.
• Només el grafit condueix el corrent elèctric, ja que hi ha mobilitat electrònica a través dels enllaços entre les capes d'àtoms.
• No són solubles en aigua a causa de la seva estructura compacta.

Substàncies Moleculars

• A temperatura ambient poden ser:
  • Sòlids (Ex: I₂, C₆H₅COOH)
  • Líquids (Ex: Br₂, CH₃CH₂OH)
  • Gasos (Ex: SO₂, O₂, F₂)
• Tenen punts de fusió i ebullició baixos, ja que per a fondre'ls només cal trencar les forces intermoleculars (molt més febles que els enllaços covalents).
• En general, no condueixen el corrent, excepte els compostos molt polars en dissolució aquosa.
• Els compostos que no presenten polaritat es dissolen en substàncies apolars (Ex: benzè).
• Els compostos covalents moleculars que presenten polaritat (Ex: HF, CH₃COOH) es dissolen en dissolvents polars.

Propietats dels Metalls

Els metalls formen xarxes cristal·lines metàl·liques, on els cations estan ordenats perfectament a l'espai i els electrons es mouen amb llibertat (el núvol electrònic).

• Conductivitat tèrmica i elèctrica elevada, gràcies a la gran mobilitat dels electrons de valència.
• Gran deformabilitat: Qualsevol capa es pot desplaçar sense que s'enfrontin mai els cations. Això permet que siguin dúctils (Ex: coure) i mal·leables (Ex: alumini).
• Punt de fusió i ebullició elevats, ja que són estructures molt compactes.
• Presenten emissió d'electrons o efecte fotoelèctric.