6.4: La Celosía de Cristal Iónico

Hasta este punto hemos estado considerando qué pasaría si se combinaran un solo átomo de Li y un solo átomo de H. Cuando se combinan una gran cantidad de átomos de cada tipo, el resultado es algo diferente. Los electrones se vuelven a transferir, y se forman iones, pero los iones ya no se emparejan en dos. En cambio, bajo la influencia de sus mutuas atracciones y repulsiones, se juntan en agregados mucho más grandes, formando finalmente una matriz tridimensional como la que se muestra en la Figura \(\PageIndex{1}\). A nivel macroscópico se forma un cristal de hidruro de litio sólido.

La formación de dicha red cristalina iónica da como resultado una energía potencial menor que la que es posible si los iones solo se agrupan en pares. Es fácil ver por la figura de la celosía cristalina por qué esto debería ser así. En un par de iones cada ion Li ⁺ está cerca de un solo ion H ^—, mientras que en la red cristalina está cerca de no menos de seis iones de carga opuesta. Por el contrario, cada ion H ^— está rodeado por seis iones Li ⁺. En la red cristalina, por lo tanto, se acercan más cargas opuestas de lo que es posible para pares de iones separados y la energía potencial es menor en 227 kJ mol ^—1 adicionales. La disposición de los iones en un cristal de LiH corresponde a la menor energía posible. Si hubiera una disposición geométrica alternativa que acercara aún más iones de carga opuesta aún más que la mostrada en la figura, los iones Li ⁺ y los iones H ^— ciertamente la adoptarían.

Figura\(\PageIndex{1}\): Una porción de la red cristalina iónica de hidruro de litio, LiH. (a) Los iones litio, Li ⁺, (color) y los iones hidruro, H ^—, (gris) se muestran a tamaño completo. En un cristal macroscópico la matriz regular de iones se extiende indefinidamente en todas las direcciones. b) Vista “explosiva” de la celosía, mostrando que cada ion Li ⁺ (color) está rodeado por seis iones H ^— (gris), y viceversa. (Generado por computadora). (Copyright © 1976 por W. G. Davies y J. W. Moore.)