Comparación del CsI y TiO2 suponiendo enlace iónico

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
1
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
2
• 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
I2
Z1 · Z2 = 2 · 2 = 4
Ti 4 O 2
Z1 · Z2 = 4 · 2 = 8
3