Enlace Iónico En el enlace iónico se lleva a cabo cuando existe una transferencia total de un electrón de un átomo a otro átomo. En este caso se forman cationes y aniones los cuales se mantienen unidos mediante fuerzas electrostáticas. Na+1 Cl-1 Los sólidos iónicos presentan conductividades muy bajas, pero conducen la corriente de modo muy eficiente al fundirse estos sólidos. Esta conductividad se atribuye a la presencia de iónes, que se mueven libremente bajo la influencia eléctrica. Obviamente, los compuestos ionicos son solubles en disolventes polares.

Los compuestos iónicos tienden a mostrar altos puntos de fusión y de ebullición. Esto es debido a que los enlaces iónicos son muy fuertes y omnidireccionales. Los compuestos iónicos son generalmente muy duros pero frágiles. La dureza proviene del punto anterior: Sin embargo, la fragilidad también es causada por el mismo hecho de que los átomos están unidos solo electroestáticamente. Si se aplica la fuerza necesaria para desplazar un poco los planos cristalinos, iónes de igual carga quedaran alineados, generando repulsión entre ellos y por consecuencia la fractura del cristal. CsCl

Para la formación de un enlace iónico se necesita que: Los átomos de un elemento deben de estar en condiciones de perder uno o dos electrones (raramente tres), sin presentar un excesivo consumo de energía. Los átomos de otro elemento deben ser capaces de aceptar uno o dos electrones (casi nunca tres), sin un excesivo gasto energético. Estas condiciones restringes la formación de compuestos iónicos a los grupos IA y IIA con los grupos VI A y VIIA, además de algunos elementos de transición.

Los cristales iónicos presentan alguna de las siguientes coordinaciones en las redes cristalinas. Estructura No. de Coordinación Cte. de Madelung Cloruro de sodio 6:6 1.74756 Cloruro de cesio 8:8 1.76267 Blenda de zinc 4:4 1.63806 Wursita 4:4 1.64132 Fluorita 8:4 2.51939 Rutilo 6:3 2.408 Corundo 6:4 4.1719 CsCl El número de coordinación se refiere al número de contraiones que rodean a un ion dado en primera instancia. En el CsCl es 8.

e, carga del electrón = 1.6022X10-19 C r, longitud de enlace La energía para formar un cristal iónico completo, de 1 mol de compuesto a partir de sus respectivos iones, con las estructuras descritas en la tabla anterior se conoce como ENERGÍA DE RED CRISTALINA (U). Donde, U = ————— 1 - — NAZ+Z-e2 1 4pe0r n N, número de Avogadro = 6.023X1023 A, cte. De Madelung Z+, Z-, carga de los iónes. 4pe0 = 1.11X10-10C2 / Jm e, carga del electrón = 1.6022X10-19 C r, longitud de enlace n, exponente de Born Valores del exponente de Born Configuración del ion n He 5 Ne 7 Ar, Cu+ 9 Kr, Ag+ 10 Xe, Au+ 12

Ejemplo NAZ+Z-e2 1 U = ————— 1 - — 4pe0r n N = 6.023X1023 A = 1.76267 Calcule la energía de la red cristalina para el cloruro de cesio. U = ————— 1 - — NAZ+Z-e2 1 4pe0r n N = 6.023X1023 A = 1.76267 Z+ = 1, Z- = -1 4pe0 = 1.11X10-10 C2 / Jm e = 1.6022X10-19 C r = 2.906X10-10 m n, nCl = 9, nCs = 12 ; n = 10.5 U = [(6.023E23)(1.76267)(1)(-1)(1.6022E-19)2 / (2.906E-10)(1.11E-10) ](1- 0.0952) U = - 764.45 kJ/mol

+ Ciclo de Born-Haber M(g) M+(g) X(g) X-(g) M(s) ½ X2(g) MX(s) La ley de Hess establece que la entalpía de una reacción es la misma independientemente de si la reacción sucede en uno o varios pasos M(g) M+(g) X(g) X-(g) M(s) ½ X2(g) MX(s) + Entalpía de sublimación (DHM) Energía de ionización (EI) Afinidad electrónica (AE) disociación (DHX) Energía de red cristalina (U) Por lo tanto: formación (DHf) DHf = DHM + DHX + AEX + EIM + U

Ejemplo Energía (kJ/mol) KCl Desarrollar el ciclo de Born-Haber para el cloruro de potasio (KCl), y determinar la entalpía de formación. K(s) Cl2(g) K(g) Cl2(g) K(g) Cl(g) K+(g) Cl(g) K+(g) Cl-(g) KCl DHs = 112.4 DHdis = (239.7)/2 EI = 418.9 AE = -343 U = ?? DHf = ??? -500 500 Energía (kJ/mol)

Calculo de U para el KCl U = ————— 1 - — NAZ+Z-e2 1 4pe0r n N = 6.023X1023 A = 1.74756 Z+ = 1, Z- = -1 4pe0 = 1.11X10-10 Jm/C2 e = 1.6022X10-19 C r = 2.361X10-10 m n, nCl = 9, nK = 9 ; n = 9 U = [(6.023E23)(1.74756)(1)(-1)(1.6022E-19)2 / (1.11E-10)(2.361E-10) ](1- 0.111) U = - 916.44 kJ/mol

Energía (kJ/mol) KCl 500 -500 K(s) Cl2(g) K(g) Cl2(g) K(g) Cl(g) DHs = 112.4 DHdis = (239.7)/2 EI = 418.9 AE = -343 U = -916.44 DHf = - 609 -500 500 Energía (kJ/mol)