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Representación de los sólidos iónicos utilizando modelos de partículas

Transcripción del video

En este video vamos a pensar en cómo se  organizarán los iones cuando formen cristales   sólidos, cuando forman estas estructuras  reticulares. En términos muy generales,   digamos que tenemos un montón de este catión  blanco y tenemos un montón de este anión verde   o azul verde; también digamos que están  en una relación 1 a 1, ¿cómo se verá eso?,   ¿cómo se vería el sólido si hiciéramos un corte  bidimensional? Para imaginar esto, podemos   dibujar lo que llamamos modelos de partículas.  Sólo estamos imaginando un corte bidimensional   del sólido, y estamos dibujando estos iones como  partículas. Se vería algo así, donde tal vez el   ion positivo está en un lado y el ion negativo  está en el otro lado, en la parte inferior. Si   tuviéramos que tomar una rebanada, ¿tendría  sentido algo como esto? O tal vez es al azar;   tal vez tenemos un positivo ahí y luego tenemos  algunos negativos allí, y luego tal vez tengamos   algunos positivos y positivo y luego positivo  ahí, y entonces quizá tengamos algunos negativos   ahí. ¿Sería esta una configuración razonable  conforme se forman estos enlaces iónicos? Bueno,   cuando pensamos en las fuerzas de Coulomb sabemos  que las cargas similares se repelen entre sí,   a diferencia de las cargas opuestas que se  atraen entre sí, por lo que, cuando se forman   estos sólidos iónicos es poco probable que se  formen de esta manera o incluso de esta manera,   porque se formarán de manera que se maximicen las  fuerzas de atracción y se minimicen las fuerzas   de repulsión. Entonces, ¿qué tipo de arreglo haría  eso? Pausen el video y piénsenlo. Todas las cargas   positivas tratarán de acercarse lo más posible a  las cargas negativas y alejarse lo más que puedan   de otras cargas positivas, y lo mismo ocurrirá con  las cargas negativas: intentarán alejarse lo más   posible de otras cargas negativas y acercarse lo  más posible a las cargas positivas. Por lo tanto,   la disposición que probablemente veremos se  parecerá más al patrón de un tablero de ajedrez:   podría ser positivo ahí, positivo ahí, positivo  ahí, positivo ahí y positivo ahí. Todos son el   mismo ion. No lo estoy dibujando perfectamente,  tendrían que ser del mismo tamaño. Y cuando   hacemos estas representaciones bidimensionales,  estos modelos de partículas, es importante tener   el tamaño correcto; pero vamos a ver eso en un  momento. Y luego las cargas negativas estarían   en medio, así que en esta configuración todo lo  negativo está rodeado de cargas positivas y todo   lo positivo está rodeado de cargas negativas,  por lo que se están maximizando las fuerzas de   atracción y minimizando las fuerzas de repulsión.  Y si lo pensáramos en tres dimensiones tendríamos   una estructura reticular parecida a esta, que  hemos visto en otros videos. Ahora, otra cosa   interesante que debemos pensar es el tamaño de los  iones que forman ese sólido iónico. Digamos que   tenemos bromuro de rubidio. ¿Cómo sería esto si lo  dibujara en un modelo de partículas bidimensional   como este y quisiera hacer que el tamaño sea más  o menos comparable a lo que veríamos entre el   rubidio y el bromuro? Pausen el video y piensen en  esto, y les daré una pequeña pista: puede ser útil   mirar la tabla periódica de los elementos. Muy  bien. Si tuviéramos que separar esto en sus iones:   tenemos 1 catión rubidio y 1 anión bromuro;  1 catión rubidio ha perdido un electrón y,   aunque todavía tiene 37 protones, su configuración  electrónica ahora se parece más a la del criptón;   el anión bromuro, aunque sólo tiene 35 protones,  ganará un electrón para convertirse en 1 anión   bromuro y también tendrá una configuración  electrónica parecida al criptón. Entonces   ambos tienen la misma cantidad de electrones, pero  el rubidio tiene 2 protones más que el bromuro,   y así el rubidio atraerá esa capa externa de  electrones, esa cuarta capa de electrones,   más de lo que lo hará el núcleo de bromuro. El  rubidio, en este ejemplo, será más pequeño que el   bromuro. Y si dibujara uno de estos diagramas se  vería así. Permítanme dibujar el bromuro primero.   Así que tenemos 1 anión bromuro, tenemos otro  anión bromuro, otro anión bromuro, tal vez hay un   anión bromuro por aquí, un anión bromuro por allá,  tal vez algunos más. Si estuviéramos haciendo esto   con una computadora los haríamos todos del  mismo tamaño. Entonces, estos son nuestros   aniones bromuro, y luego los cationes rubidio  serían un poco más pequeños. Queremos dejar en   claro que el catión es un poco más pequeño que  el anión; probablemente se organizarían en un   patrón que se parezca a esto. Y vean que estoy  tratando de hacer que los tamaños sean más o   menos precisos para mostrar que el catión es,  de hecho, más pequeño que el anión, aunque no   sería dramáticamente más pequeño. Recuerden  que tiene la misma cantidad de electrones y   no tiene un número dramáticamente diferente de  protones. Este es sólo un dibujo muy tosco. Si   fueran dramáticamente diferentes podríamos  mostrarlo en los tamaños en este diagrama.