Estruturas de Cristais Iónicos

Sólidos iónicos tipicamente estão bem embalados numa malha de cristal. No entanto, as cargas e tamanhos dos íons influenciam grandemente a sua configuração da embalagem, que levam a variação na estrutura cristalina e número de coordenação. Por exemplo, o cloreto de césio, onde ambos os íons são de tamanhos semelhantes, assemelha-se a uma malha cúbica primitiva de aníons de cloreto com catíons de césio nos centros.

A célula da unidade de cloreto de césio é atribuído um ânion cloreto e um cátion de césio. Cada íon de césio é cercado por oito íons de cloreto e vice-versa, dando tanto o césio como o cloreto números de coordenação de oito. O cloreto de sódio assemelha-se a uma malha cúbica centrada na face de aníons de cloreto com catíons de sódio mais pequenos que ocupam os espaços entre os aníons.

A diferença nos raios iónicos resultados em cada cátion de sódio interagindo apenas com seis aníons de cloreto e vice-versa, com quatro aníons de cloreto e quatro catíons de sódio atribuídos para a célula da unidade. Isto é frequentemente referido como a estrutura do sal grosso. O sulfureto de zinco tem uma diferença ainda maior em raios iónicos do que o de cloreto de sódio, que conduz à estrutura mista do zinco.

Embora o sulfureto se assemelhe a um cúbico centrado na malha da face, os catíons de zinco estão localizados dentro da tetrahedra de aníons sulfuretos, levando a uma coordenação número de quatro. Apenas metade de todos os buracos tetraédricos são ocupados por catíons de zinco, deixando o resto vazio. A célula da unidade tem quatro aníons de sulfureto e quatro catíons de zinco.

A proporção de catíons a aníons também afeta a estrutura que um sólido iónico adota. Fluoreto de cálcio, que tem um cátion e dois aníons, exibe a estrutura de fluorite. Aqui, os catíons estão dispostos num cúbico centrado na malha da face com os aníons a ocuparem todos os buracos tetraédricos.

A célula da unidade tem quatro catíons de cálcio, cada um com uma coordenação número de oito, e oito aníons de flúor, cada um com um número de coordenação de quatro. A estrutura do antifluorito é exposta por compostos como óxido de sódio, que tem dois catíons e um ânion. Aqui, os aníons estão dispostos numa malha cúbica centrada na face com catíons que ocupam oito buracos tetraédricos.