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Capítulo 9. Sólidos
1.- Tipos de sólido 2.- Estructura cristalina 2.1.- Celda unitaria 2.2.- Empaquetamiento de esferas 2.3.- Empaquetamiento compacto 3.- Tipos de cristales 3.1.- Cristales iónicos 3.2.- Cristales covalentes 3.3.- Cristales moleculares 3.4.- Cristales metálicos 6.- Sólido amorfo
Química 1º ITA/rmt/Curso2004-
1.- Tipos de sólidos
Sólido cristalino Ordenamiento regular de sus partículas
Cuarzo cristalino
Sólido amorfo Sin ordenamiento regular de sus partículas
Cuarzo no cristalino
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2.- Estructura cristalina
2.1.- Celda unitaria
Celda unitaria Unidad estructural repetida de un sólido cristalino
Celda unidad Celda unidad extendida en tres dimensiones
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Siete tipos de celdas unitarias^ Siete tipos de celdas unitarias
Las celdas unitarias se repiten en el espacio tridimensional para formar la estructura cristalina característica de un sólido
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3.- Tipos de cristales
Fuerzas que mantienen unidas a las partículas
Estructura y propiedades de los cristales
Sólidos cristalinos
Cristal iónico
Cristal metálico
Cristal molecular Cristal covalente
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3.1.- Cristales iónicos
Están formados por especies cargadas, cationes y aniones, unidos por fuerzas electrostáticas
Los cationes y aniones suelen ser de distinto tamaño
El diámetro de los aniones y cationes que los forman determinan la estructura cristalina
Puntos de fusión elevados
La estabilidad del cristal iónico es mayor cuanto mayor es la energía reticular
En estado sólido no conducen la electricidad
Fundidos o disueltos en agua los iones se mueven libremente y conducen la electricidad
CsCl Cúbica simple
ZnS S2-^ ccc
CaF (^2) Ca2+^ cccQuímica 1º ITA/rmt/Curso2004-
3.2.- Cristales covalentes
Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos exclusivamente por enlaces covalentes
-Punto de fusión muy elevado -Dureza elevada -No conducen electricidad
-Hibridación del C sp^3 -Cada C unido a otros 4 C -Enlaces covalentes en las tres direcciones
-Hibridación del C sp^2 -Cada C unido a otros 3 C por enlace σ y enlaces π similar al benceno -Estructura en capas unidas por fuerzas de van der Waals
-Punto de fusión elevado -Dureza máxima -No conduce electricidad
-Blando (lápices) -Conduce la electricidad en la dirección de las capas de C
DD
ii aa mm aa nn tt ee
GG rr aa ff ii tt oo
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3.3.- Cristales moleculares
Los puntos reticulares del cristal molecular están ocupados por moléculas que se mantienen unidas por interacciones débiles como fuerzas de van der Waals o enlaces de hidrógeno
-Temperaturas de fusión raramente superiores a 100ºC -En general blandos o quebradizos
CO 2
S 8
Fuerzas de van der Waals
Enlaces de hidrógeno
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4.- Sólidos amorfos
Los sólidos amorfos carecen de una distribución tridimensional regular de átomos o moléculas
EJEMPLO: el vidrio
Producto de fusión de materiales inorgánicos ópticamente transparentes que se han enfriado en estado rígido sin cristalizar
Las características del vidrio dependen de su composición normalmente formada por óxidos
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Sensible a sustancias químicas y a los choques térmicos. Tranasmite luz visible e infrarroja, pero absorbe la radiación UV. Se emplea en ventanas y botellas
SiO 2 , 75% Na 2 O, 15% CaO, 10%
Vidrio de cal soldada
Expansión térmica baja, transparente a la rediación visible e infrarroja pero no a la UV. Utilizado en el laboratorio y en utensilios para cocinar
SiO 2 , 60-80% B 2 O 3 , 10-15% Al 2 O 3 , en pequeña cantidad
Vidrio Pyrex
Expansión térmica baja, transparentes en un amplio margen de longitudes de onda. Utilizado en la investigación óptica
Vidrio de cuarzo puro 100% SiO 2
NombreNombre ComposiciónComposición Propiedades y usosPropiedades y usos
Tipos de vidriosTipos de vidrios
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