Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

QUÍMICA INORGÁNICA I.- SÓLIDOS

No description
by

Daniel Álvarez

on 14 November 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of QUÍMICA INORGÁNICA I.- SÓLIDOS

METÁLICOS
UNIDAD 2.- SÓLIDOS Y ESTRUCTURAS CRISTALINAS
QUÍMICA INORGÁNICA I
Prof. Daniel Álvarez
Redes Cristalinas y Tipos de Sólidos
ASPECTOS ENERGÉTICOS A TENER EN CUENTA
El tipo de enlace y las energías de atracción:
condicionan las propiedades del sólido cristalino.
Las energías de repulsión:
derivadas de la cercanía de las nubes electrónicas. El equilibrio de éstas con las de atracción determina las distancias.
La direccionalidad del enlace:
sólo el enlace covalente es direccional (superposición de orbitales)
La agitación térmica
.
Estabilidad termodinámica de las redes
.
Polimorfía:
hay sustancias que presentan más de una forma cristalina.
CLASIFICACIÓN DE SÓLIDOS CRISTALINOS
MOLECULARES
ATÓMICOS
Fuerza intramolecular: enlace covalente.
Fuerza intermolecular: atracciones de Van der Waals
Ejemplos: diyodo, compuestos orgánicos.
Cambios de estado: implican vencer fuerzas intermoleculares, no afecta al enlace (se separan las moléculas)
Fuerza de atracción: enlace metálico.
A diferencia de los no metales, donde casi siempre se comparten electrones dentro de unidades moleculares discretas, lo átomos metálicos comparten electrones externos con todos los átomos vecinos más próximos.
El libre movimiento de los electrones en toda la estructura metálica permite explicar la conductividad de los metales.
La intensidad de este tipo de enlace es variable: en el mercurio tan débil como algunas fuerzas intermoleculares, y en el tungsteno, tan fuerte como un covalente múltiple.
http://www.youtube.com/watch?v=F4Du4zI4GJ0&feature=BFa&list=PL5FEE4201561024F6
http://www.youtube.com/watch?v=Rm-i1c7zr6Q&feature=BFa&list=PL5FEE4201561024F6
Fuerza de atracción: enlace iónico.
Todos los compuestos iónicos a temperatura ambiente son sólidos, tienen puntos de fusión altos, los cristales son duros y frágiles, generalmente son solubles en agua, y si bien no conducen la corriente en estado sólido, sí lo hacen fundidos o en solución acuosa.
Cuando un compuesto iónico cristaliza de una solución acuosa, suelen quedar moléculas de agua incorporadas en el cristal sólido (hidratos)
En algunos hidratos las moléculas de agua se encuentran simplemente en los huecos de la red cristalina, pero en la mayoría están fuertemente asociadas con el catión, y en ocasiones con el anión.
Fuerza de atracción: enlace covalente.
El cristal está formado por átomos unidos mediante enlace covalente. En tal sentido, también se denominan redes covalentes.
DIAMANTE
GRAFITO
(Sólido Laminar)
ESTEQUIOMETRÍA Y ESTRUCTURA
CELDA UNITARIA
La celda unidad del cristal es el paralelepípedo imaginario, a partir del cual se puede reconstruir todo el cristal, por simples movimientos de traslación (uni, bi o tridimensional, según el caso).
Las celdas unidades así generadas, encajan perfectamente una al lado de la otra, sin espacios excluidos; y obviamente, deben conservar la estequiometría.
En la figura se muestran dos posibles opciones de unidades de repetición (bidimensional), no obstante se prefiere la segunda, pues es la más pequeña.
Celdas unidad tridimensionales.
El cristal de una sustancia simple o compuesta puede visualizarse como una repetición regular de elementos estructurales que pueden ser átomos, moléculas o iones.
MODELO DE EMPAQUETAMIENTO DE ESFERAS
CÚBICA SIMPLE
CÚBICA CENTRADO EN EL CUERPO
CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS
HEXAGONAL COMPACTA
El concepto del empaque cristalino supone visualizar a los átomos o iones como esferas rígidas.
En el caso más sencillo, se tienen todas las esferas iguales (sólidos metálicos)
Las estructuras tridimensionales son las más comunes y para imaginarlas usamos un sistema denominado: "generación por capas" (dentro de una capa puede haber índice de coordinación 4 y el máximo IC =6)
Se parte de una capa con IC = 4.
Las capas sucesivas de átomos se colocan directamente encima de la inferior, se obtiene así una red AA.
Cada átomo (o ion) está en contacto con otros cuatro en su capa, uno encima y uno debajo (IC = 6)
La celda unidad está formada sólo por una esfera (8x1/8 = 1)
Porcentaje de ocupación: 52% (¿cómo puede demostrarlo?)
El único metal que presenta este empaquetamiento es el polonio, aunque sí lo tienen algunos compuestos iónicos.
Se parte de una capa con IC = 4.
La siguiente capa ubica los átomos (o iones) sobre los huecos de la primera y la tercera coincide con la primera, se obtiene así una red AB.
Cada átomo (o ion) está en contacto con cuatro encima y cuatro debajo (IC = 8)
Demuestre que la celda unidad está formada por dos esferas y que el porcentaje de ocupación de la misma es del 68%
También se denomina cúbica compacta.
Puede deducirse de una estructura hexagonal de secuencia ABC: Se toma una capa de esferas de IC = 6, se coloca una capa B encima (ocupa parcialmente huecos) y otra C que ocupe los huecos que no ocupó B (la cuarta es A nuevamente)
IC = 12 (cuatro en el plano, cuatro encima y cuatro debajo, o visto desde la hexagonal: seis en el plano, tres arriba y tres debajo)
Demuestre que la celda unidad está formada por cuatro esferas y que el porcentaje de ocupación de la misma es del 74%
HEXAGONAL SIMPLE
Se forma con capas de esferas de IC = 6 superpuestas una exáctamente encima de otra (secuencia AA)
La celda unidad puede ser un prisma de base hexagonal, pero la mínima posible es un prisma de base romboidal.
IC = 8 (seis en el plano, una encima y una debajo)
Porcentaje de ocupación: 68%
Se forma con capas de esferas de IC = 6, la segunda se coloca sobre los huecos de la primera (se ocupan parcialmente), la tercera coincide con la primera (secuencia AB)
La celda unidad puede ser un prisma de base hexagonal, con tres esferas en el interior y una en el centro de cada base; pero la mínima es prisma romboidal con esfera en el interior.
IC = 12 (seis en el plano, tres encima y tres debajo)
Porcentaje de ocupación: 74%
PARA COMPUESTOS IÓNICOS: MODELO CON HUECOS
Las imágenes (a) y (b) muestran huecos octaédricos y tetraédricos respectivamente. Demuestre que el tamaño máximo del radio de un ion capaz de ubicarse en estos huecos puede ser 0,414r para el octaédrico y 0,225r para el tetraedro.
TIPO Y TAMAÑO DE LOS HUECOS
La mayoría de los compuestos iónicos pueden pensarse como estructuras compactas formadas por aniones, donde los cationes ocupen huecos (octaédricos y/o tetraédricos)
Una estructura compacta con n esferas posee n huecos octaédricos y 2n tetraédricos.
EJERCICIO.- Tomado de:
Shriver – Atkins: “Inorganic Chemistry”; Oxford University Press, 5th edition, Great Britain, 2010.
Cada tipo de estructura recibe un nombre representativo, que adopta uno de los compuestos pertenecientes a esa estructura.
La mayor estabilidad se logra con la máxima interacción catión - anión y la mínima anión - anión / catión - catión.
La polimorfía se da cuando las estabilidades son parecidas, predominando una en determinado rango de temperatura (Ej: ZnS)
La estructura que se adopte está determinada por el cociente radio catión / radio anión.
El caso cúbico
El caso octaédrico
El caso tetraédrico
Rayner - Canham, G (2000) "Química Inorgánica Descriptiva", Ed. Pearson Educación.
Shriver - Atkins (2010) "Inorganic Chemistry, Oxford University Press, 5th edition.
Materiales del curso "Química Inorgánica I", Facultad de Química - UDELAR, Plan 1980, año 2000.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
IÓNICOS
Full transcript