SÓLIDOS PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS Fuerzas de atracción

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PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
SÓLIDOS
La partículas en un sólido se encuentran ordenadas y
en posiciones prácticamente fijas.
Fuerzas de atracción intermoleculares intensas
9Conservan su propia forma y volumen
9Son prácticamente incompresibles
9No fluyen
9La difusión dentro de los sólidos es muy lenta
Sólidos cristalinos
Clasificación de los sólidos
Sólidos amorfos
SÓLIDOS CRISTALINOS
9 Ordenamiento general de largo alcance
SÓLIDOS CRISTALINOS
Presentan:
9 Caras (superficies planas) que forman ángulos definidos.
9
Formas regulares
9 Iones, moléculas o átomos se ubican en posiciones
específicas ordenándose espacialmente en forma regular.
b
9 Esta disposición se repite indefinidamente en las tres
dimensiones generándose una red tridimensional ordenada.
β = ∠ ac
c
α = ∠ bc
a
γ = ∠ ab
Paralelepípedo:
celda
unitaria de todas las
redes tridimensionales
tienen
SÓLIDOS CRISTALINOS
Sistemas cristalinos
PbS
PbS
ZrSiO·2H
4
CaSO
4
2O
P: primitiva
I: centrada en el cuerpo
F: centrada en las caras
C: centrada en dos caras
dureza)
definidos.
SiO2 (Cuarzo cristalino)
Redes de Bravais (14)
9 Sus propiedades (P. de fusión,
Al2SiO4(OH, F)2
CaSO4·2H2O
valores
bien
SÓLIDOS AMORFOS (sin forma)
Sólido cristalino
Sólido amorfo
9 Ordenamiento de corto alcance:
el orden se restringe sólo a
átomos vecinos. Ej: vidrios,
cerámicos, polímeros).
9 Carecen de forma, ángulos y caras bien definidas.
9 La magnitud de las fuerzas intermoleculares varía de un
punto a otro del sólido.
Cuarzo (SiO2)
Vidrio
9 No presentan punto de fusión definido. Funden de manera
gradual en un amplio rango de temperaturas (se vencen F.
intermoleculares de distinta intensidad)
ESTADO SÓLIDO
TIPOS DE SÓ
SÓLIDOS CRISTALINOS
IÓNICOS
Las propiedades de un sólido dependerán de:
9 El tipo de partículas que lo formen.
Cationes y aniones
9 El ordenamiento de las partículas.
9 La naturaleza y magnitud de las
intermoleculares que existan entre ellas.
fuerzas
Fuerzas electrostáticas
Duros, quebradizos, altos PF.
Solubles en agua.
Baja conductividad térmica y eléctrica.
Buenos conductores en solución
o fundidos
Iónicos
Tipos de sólidos cristalinos
Covalentes
Moleculares
NaCl, Ca(NO3)2, MgO…
Metálicos
SÓLIDOS IÓNICOS
TIPOS DE SÓ
SÓLIDOS CRISTALINOS
COVALENTES
Átomos
NaCl
ZnS
(Blenda o esfalerita)
CaF2
(Fluorita)
Enlaces covalentes
Muy duros, PF muy altos.
Insolubles en agua.
Baja conductividad térmica y eléctrica
C (diamante), C(grafito), cuarzo (SiO2)…
SÓLIDOS COVALENTES
SÓLIDOS COVALENTES
Carbono grafito
1,42Å
3,40Å
sp2
sp3
Carbono diamante
Aislante eléctrico. PF: 3550°C
TIPOS DE SÓ
SÓLIDOS CRISTALINOS
SÓLIDOS COVALENTES
Fullereno ( C60)
12 caras
pentagonales
Nanotubos de Carbono
20 caras
hexagonales
MOLECULARES
Moléculas
sp2
Fuerzas intermoleculares de Van der Waals
Puentes de H, dipolo-dipolo, dispersión
Blandos, PF bajos, malos conductores
del calor y la electricidad
Estructuras tubulares (anillos
de C de seis miembros).
Hielo, naftalina, hielo seco (CO2)
Long: 1 mm; diam: 2-30nm.
SÓLIDOS MOLECULARES
SÓLIDOS MOLECULARES
I2 (iodo)
Intramolecular
Enlaces fuertes
entre átomos.
Celda
unidad
H2O (hielo)
S8
Intermolecular
Enlaces débiles
entre moléculas
Fuerzas de London
Pf = 115ºC
P4
(fósforo blanco)
SÓLIDOS METÁLICOS
SÓLIDOS METÁLICOS
9 Son densos.
METÁ
METÁLICOS
9 Cristalizan, por lo general, en las siguientes redes:
Cationes y electrones libres
Fuerzas electrostáticas entre los
cationes y el mar de electrones
Desde blandos hasta muy duros
PF desde bajos hasta muy altos
Excelente conductividad térmica y eléctrica
Todos los elementos metálicos
SÓLIDOS METÁLICOS
Tipo de
sólido
Partí
Partículas
del só
sólido
Fuerzas entre
partí
partículas
Iónico
Cationes y
aniones
Atracciones
Baja conductividad
electrostáticas eléctrica y térmica.
Duros y quebradizos.
PF altos.
Covalente
de red
Átomos
Enlaces
covalentes
Molecular
Átomos o
moléculas
Dispersión
Dipolo-dipolo
Puente de
hidrógeno
Metálico
Átomos
Enlaces
metálicos
Son dúctiles y
maleables.
La atracción entre
electrones y capas de
cationes no se modifica
Plagioclasas:
9 Dos compuestos se denominan isomorfos cuando
adoptan la misma estructura cristalina
Condiciones para el isomorfismo
Baja conductividad
eléctrica y térmica.
Muy Duros.
PF muy alto.
Ejemplos
KCl,
NaNO3,
MgO,
CaBr2
C diamante
C grafito
Cuarzo
(SiO2).
Baja
conductividad Ar, CH4,
eléctrica y térmica.
O2, CO2,
Blandos
H2O, S8
PF variable: bajo a
moderadamente alto
Conductividad térmica
y eléctrica,
Blandos – duros
Maleables, dúctiles,
PF variable
Todos los
elementos
metálicos.
(Cu, Fe, Pt,
Au, etc)
ISOMORFISMO
ISOMORFISMO- POLIMORFISMO
Isomorfismo
Propiedades
Albita-Anortita
(Na,Ca)(Si,Al)3O4
- triclínico -
Albita: NaAlSi3O8 o Na2O·Al2O3·6SiO2
Anortita: CaAl2Si2O8 o CaO·Al2O3·2SiO2
9 Misma fórmula
9 Las unidades estructurales no deben diferir en más de un
15% en su tamaño.
9 Sus cargas no deben diferir en más de una unidad, ej. +1 y
+2
9 Si los aniones son poliatómicos, deben tener la misma
geometría molecular
Ejemplos:
plagioclasas, olivino, coltan……
Olivino: Forsterita-Fayalita
(Mg,Fe)SiO4
-ortorrombico -
Forsterita: MgSiO4
Fayalita: FeSiO4
POLIMORFISMO
POLIMORFISMO
Un compuesto presenta polimorfismo cuando
puede adoptar más de una estructura cristalina
Ejemplo:
Otros ejemplos:
ZnS: blenda (esfalerita)
SiO2
wurtzita
Cúbica
Tres arreglos espaciales diferentes de átomos de Si y O
cuarzo
~1200K
tridimita
~1800K
cristobalita
Hexagonal
CaCO3: calcita
aragonita
Trigonal
Ortorrómbica
Trigonal
Monoclínico
Tetragonal
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