Estruturas cristalinas

ESTRUTURAS IÔNICAS
Estamos em condição, agora, de estudar os tipos de estruturas cristalinas iônicas mais comuns. Muitos haletos dos
Grupos 1 e 2 são usados como modelos estruturais básicos para compostos iônicos de outros elementos, assim como para alguns óxidos ou sulfetos covalentes de metais de transição e mesmo para algumas ligas metálicas. Os íons são obtidos pela perda e ganho de elétrons em um átomo neutro.
Li (1s22s1) à Li+ (1s2)
F 1s22s22p5 à F– (1s22s22p6)
Isto resulta numa considerável variação dos tamanhos dos íons, coo mostrado a seguir:

As variações ocorridas para o Li e o F são: Li is 1.52 Å, Li+ 0.58Å, F 0.72 Å, F– 1.19 Å. Não é uma surpresa que na maioria das estruturas iônicas os ânions são consideravelmente maiores que os cátions. Isto pode ser verificado pela representação gráfica de álguns raios iônicos na Tabela Periódica abaixo. Poucas exceções são obtidas a esta regra ocorrem quando um cátion grande se combina com ânions pequenos, como por exemplo o CsF.
Be 2+
Comparação Gráfica dos raios de Cátions e Ânions

Li+

N 3-

O2-

F-

S2-

Cl -

Se2-

Br -

Te2-

I-

Al 3+
Na +

Mg 2+

K+

Ca 2+

Fe 2+
Sc 3+ Ti4+ V5+ Cr3+

Fe 3+
Co 2+ Ni2+ Cu +

Zn2+

Ga 3+

Mn2+

Sn 4+ Sb5+
Rb +

Sr2+

Ag+

Cd2+

In3+

Cs +

Ba 2+

Au2+

Hg 2+

Tl3+

A definição do raio iônico é muito controversa e de fato o tamanho do íon depende da estrutura na qual ele está. Obviamente eles dependem também do estado de oxidação do íon, como por exemplo os íons de ferro no gráfico acima. Os raios iônicos são determinados por Cristalografia de
Raios-X. Determinações antigas usavam fatores geométricos simples para calcular os raios médios. Mais recentemente, mapas de densidade eletrônica apurados foram utilizados na determinação de valores absolutos mais precisos.
Considere o gráfico de densidade eletrônica em um cristal de LiF ao lado.
O valor atual de mínima distribuição de densidade