Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...

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Tab. 16 - Energia coesiva para vários tipos de cristais. Sólidos Moleculares Estrutura e Propriedades Os cristais de sólidos moleculares se caracterizam por apresentar estruturas que refletem a repetição de moléculas mantidas coesas por forças intermoleculares relativamente fracas. Estas forças – tipicamente de van der Waals – são consideravelmente mais fracas que as forças de atração coulômbica existentes nos sólidos iônicos. Isto faz com que as energias de ligação dos cristais sejam baixas, como se pode observar na Tab. 16. Por causa da pouca energia necessária para separar as moléculas, os cristais moleculares tendem a: • ser mais voláteis e • ter pontos de fusão e ebulição muito mais baixos que os sólidos iônicos. Contudo, é importante ressaltar que as propriedades físicas dos sólidos moleculares também dependem da intensidade de suas forças intemoleculares. Um exemplo notável desse fato ocorre com a água. No gelo, cada átomo de oxigênio encontra-se tetraedricamente rodeado por quatro átomos de H, formando duas ligações covalentes (σ) e duas ligações de H. Como resultado, a estrutura do gelo é uma rede aberta (Fig. 65), o que explica o fato de sua densidade ser menor que a da água líquida. 109
Fig. 65 - Estrutura molecular do gelo. Além das propriedades discutidas, os sólidos moleculares são: ♦ moles, compressíveis e distorcíveis ⇒ devido às fracas forças intermoleculares e ao seu caráter não direcional. Isto permite que dois planos de um cristal molecular passem um pelo outro, sem que ocorra uma diminuição significativa das forças de atração entre eles, implicando um pequeno gasto de energia. ♦ bons isolantes elétricos ⇒ por dois motivos i) as moléculas não possuem carga efetiva, logo não podem conduzir eletricidade ii) a existência de moléculas discretas implica que os elétrons tendem a ficar confinados em torno de um conjunto de núcleos. Como resultado, o cristal não dispõe de ons e/ou elétrons que estejam livres para se movimentar num campo elétrico e conduzir eletricidade. Sólidos de Rede Covalente Estrutura Os sólidos de rede covalente (também chamados sólidos reticulares) consistem de átomos ligados covalentemente entre si, formando, via de regra, uma rede que se estende por todo o cristal. O diamante e a grafite são dois exemplos típicos e constituem duas formas “alotrópicas” do carbono. Entretanto, eles possuem estruturas bastante diferentes como se pode ver nas Fig. 66 e 67. Na estrutura da grafite (Fig. 66), cada átomo de carbono encontra-se ligado covalentemente a três outros, formando camadas de anéis hexagonais de átomos de carbono hibridizados sp 2 . Isto gera redes covalentes bidimensionais infinitas. A Fig. 66 mostra também que as camadas apresentam átomos de planos alternados situados diretamente acima e abaixo um do outro, onde as forças que as mantêm unidas são do tipo van der Waals. 110
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