Energia Reticular

ENERGÍA RETICULAR

La energía reticular o energía de red es la energía requerida para separar completamente un mol de un compuesto iónico en sus iones gaseosos. En otras palabras, es la energía que se obtendría de la formación de un compuesto iónico a partir de sus iones gaseosos. Muestra la estabilidad de la red cristalina. La energía reticular presenta dimensiones de energía/mol y las mismas unidades que la entalpía estándar ( ), pero de signo contrario, es decir kJ\ /mol.

No es posible medir la energía reticular directamente. Sin embargo, si se conoce la estructura y composición de un compuesto iónico, puede calcularse, o estimarse, mediante la ecuación que proporciona el modelo iónico y que se basa entre otras leyes en la Ley de Coulomb. Alternativamente, se puede calcular indirectamente a través de ciclos termodinámicos.

Cuando se forma un compuesto iónico a partir de los sus iones, se desprende una gran cantidad de energía. Esta energía recibe el nombre de energía reticular. En concreto, se puede definir la energía reticular como la energía liberada cuando se forma un mol de compuesto iónico a partir de sus iones en estado gaseoso:

Cuanto mayor sea la energía liberada en el proceso, más estable será la red cristalina en cuestión.

Además de experimentalmente, dicha energía reticular se puede calcular a partir de la llamada ecuación de Born-Landé:

No obstante, esta ecuación depende de algunas constantes, como la constante de Madelung, A, o n, el coeficiente de compresibilidad, cuyos valores no siempre se conocen con precisión. Por este motivo, se puede recurrir para la determinación de la energía reticular, a un ciclo termodinámico que recibe el nombre de Ciclo de Born-Haber.

FLUORURO DE CALCIO

Fluoruro de calcio

Nombre (IUPAC) sistemático

Fluoruro de calcio

El fluoruro de calcio es un compuesto inorgánico de fórmula química CaF2. Este compuesto iónico de calcio y flúor se encuentra en la naturaleza como el mineral fluorita. Es la fuente de flúor más empleada en el mundo. Este sólido insoluble adopta una estructura cúbica en la que el calcio se coordina con ocho aniones fluoruro y cada ion F- está rodeado por cuatrocationes Ca2+.4 Aunque el material puro es incoloro, el mineral está a menudo profundamente coloreado debido a la presencia de electrones capturados, centros de color o centros F (del alemán Farbenzenter).5

Preparación

El mineral fluorita es abundante, se halla bien distribuido, y sobre todo tiene interés como un precursor del ácido fluorhídrico. Por lo tanto, existe poca motivación para la preparación de CaF2. El CaF2 de alta pureza se puede obtener por tratamiento decarbonato de calcio con ácido fluorhídrico:6

CaCO3 + 2 HF → CaF2 + CO2 + H2O

Fuente de ácido fluorhídrico y derivados[editar]

El CaF2 de origen natural es la principal fuente de fluoruro de hidrógeno, un compuesto químico básico utilizado para producir una amplia gama de materiales. El fluoruro se libera del mineral por la acción de ácido sulfúrico concentrado:

CaF2 (s) + H2SO4 → CaSO4 (s) + 2 HF(g)

El HF resultante se puede convertir en flúor, fluoruros de carbono, y diversos materiales fluorados. Desde finales de 1990, cinco millones de kilogramos son extraídos anualmente.7

Aplicaciones

En el laboratorio, el fluoruro de calcio se utiliza habitualmente como un material ventana tanto para ondas infrarrojas como ultravioletas, ya que es transparente en estas regiones (longitud de onda desde 0,15 micras, hasta 9 micras) y muestra un índice de refracción extremadamente bajo. Además, el material es atacado por muy pocos reactivos. Para longitudes de onda tan cortas como 157 nm, longitud de onda habitualmente usada para fabricación de steppers (grabadores por pasos) semiconductores en la litografía de circuitos integrados,8

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