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Solidos Cristalinos y Amorfos

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Luis Hdez

on 2 October 2013

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Transcript of Solidos Cristalinos y Amorfos

Generalidades del estado solido.
Solidos Cristalinos y Amorfos
Características de los sólidos amorfos.

Estado sólido de la materia
Las partículas carecen de una estructura ordenada
Carecen de formas y caras bien definidas.
Esta clasificación contrasta con la de sólidos cristalinos: cuyos átomos están dispuestos de manera regular y ordenada formando redes cristalinas.
Son mezclas de moléculas que no se pueden apilar bien.
Entre los sólidos amorfos destaca el vidrio.
Características de los sólidos
•Fuerte interacción entre partículas
•Ocupan posiciones relativamente fijas, las partículas “ vibran”
•Tienen forma propia y definida
•Son prácticamente incompresibles
•No difunden entre sí
Características del solido cristalino y amorfo.
Propiedades de los solidos cristalinos.
Fuerzas de Enlace
Los sólidos cristalinos se clasifican en categorías dependientes del tipo de partículas que forman el cristal y los enlaces que interaccionan entre ellas.
Las categorías son:

a.- Fuerzas Iónicas Constituidas por fuerzas electrostáticas entre iones de signos opuestos que constituyen las partículas del cristal iónico. Desde que estas fuerzas son considerables, los cristales iónicos resultan ser bastante duros, quebradizos, malos conductores caloríficos y eléctricos y de punto de fusión elevados (600 a 3000ºC).

b.- Fuerzas de Van der Waals Son fuerzas débiles, por lo cual los cristales son blandos y de bajo punto de fusión. Son características de sustancias orgánicas que poseen este tipo de fuerza de enlace entre sus moléculas neutras que constituyen sus partículas cristalinas.

c.- Fuerzas de Enlace Covalente Los sólidos covalentes (sólidos de red cristalina), el diamante es un ejemplo de los cristales que mantienen unidas sus partículas por enlaces covalentes en tres dimensiones; cada átomo de carbono esta unido a otros cuatro por un modelo tetraédrico, que permite reconocer la dependencia con el tetraedro de Van´t Hoff para el átomo de carbono.
En cambio, el grafito, es menos compacto y blando, exfoliable y de más facil ataque por los agentes químicos, debido a que la estructura cristalina tiene una ordenación de capas bidimensionales de enlaces covalentes entre sus átomos según distribución hexagonal parecidos a los anillos del benceno.

Características del estado cristalino.
En el estado sólido, las moléculas, átomos o iones que componen la sustancia
están unidos entre sí por fuerzas intensas, formando un todo compacto. La
esto es una característica de los sólidos y permite que entren las fuerzas de
enlace dando lugar a una red cristalina. En ella las partículas tienen
movimientos, se limitan a vibraciones en los vértices de la red en donde se
encuentran. Por esta razón las sustancias sólidas poseen forma y volumen
propios.
La mayor parte de los sólidos presentes en la naturaleza son cristalinos
aunque en ocasiones no se refleje en una forma geométrico a simple vista. Ya
que están formados por pequeños cristales orientados de diferentes
maneras, en una estructura policristalina. Los componentes de una red
cristalina son átomos, moléculas o iones.
d. Fuerzas dipolo-dipolo Las fuerzas dipolo-dipolo son atracciones entre dipolos eléctricos de moléculas polares.

e. Fuerza dipolo-dipolo inducido Estas fuerzas se dan entre una molécula polar y otra molécula no polar. La molécula polar induce un dipolo en la no polar.

f.- Fuerzas de Dispersión o de London Son atracciones que se dan entre cualquier tipo de moléculas debido a los dipolos instantáneos que se forman producidos por las fluctuaciones en la densidad eléctrica que rodea a los átomos. Las fuerzas de London dependen de la forma de la molécula. Para moléculas de formas semejantes, crecen con la masa molecular y con la polarización ya que esos factores facilitan la fluctuación de los electrones.

g.- Fuerzas Ión-dipolo En estas fuerzas un catión atrae la carga parcial negativa de un dipolo eléctrico o un anión atrae la carga parcial positiva del dipolo. Esta fuerza es la responsable de la hidratación de los iones del agua. La hidratación del catión persiste muchas veces en el sólido por ejemplo el Na2CO3.10H2O. Un catión se hidrata mas fuertemente cuanto menor sea su tamaño y mayor su carga.

h.- Fuerza de Enlace de Hidrógeno Es una interacción primordialmente de tipo dipolo-dipolo especialmente fuerte, que se da entre un átomo de hidrógeno con carga parcial positiva y un átomo electronegativo (normalmente N, O, ó F) La presencia del enlace de hidrógeno en el H2O, NH3 y HF, justifica las anormalidades encontradas en sus puntos de fusión, es también responsable de la alta capacidad calorífica molar del agua líquida, así como de sus elevados calores de vaporización y de fusión.
Propiedades de los sólidos amorfos
Las moléculas están distribuidas al azar
Las propiedades físicas del sólido son idénticas en todas las direcciones (isotropía).
Las formas amorfas tienen una temperatura característica a la cual sus propiedades experimentan cambios importantes.
En cuanto a sus propiedades elásticas, se puede afirmar que los sólidos amorfos manifiestan las propiedades de los cristales.
Respecto al magnetismo, los metales amorfos presentan las propiedades magnéticas más notables, comportándose como materiales ferromagnéticos (aquellos en los que se produce un ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos en la misma dirección y sentido).
Propiedades intensivas de los solidos.
Elasticidad: un solido no recupera su forma original cuando es deformado
Fragilidad: un solido puede romperse en muchos fragmentos (quebradizo)
Dureza: hay solidos que no pueden ser rayados por otros mas blandos.
Forma definida: tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo hacen los gases y los liquidos, excepto bajo presiones extremas del medio.
Volumen definido: debido a que tienen una forma definida, su volumen tambien es constante.
Alta densidad: los solidos tienen densidades relativamente altas, debido a la cercania de sus moleculas, por eso se dice que son mas pesados.
Maleabilidad: es la propiedad que presentan los cuerpos para la obtencion de delgadas laminas de material, sin que este se rompa, teniendo en comun que no existe ningun metodo para cuantificarlas.
Ductibilidad: se refiere a la propiedad de los solidos de poder obtener hilos de ellas.
Existen 32 clases de cristales según sus características de simetría, que se organizan en 14 tipos de redes tridimensionales, las 14 redes de Bravais.El número de combinaciones posibles de los elementos de simetría es finito.
Diferencias con los sólidos cristalinos
La principal diferencia entre un sólido cristalino y un sólido amorfo es su estructura. En un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos a largo alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir donde se encontrará el próximo átomo. En este hecho se basan los diferentes métodos de diferenciación entre ambos tipos de sólido, que en algunos casos no es fácil de establecer a simple vista. Dichos métodos de diferenciación incluyen:

Difracción
La difracción consiste en enviar un haz de radiación sobre el sólido y tomar medidas a diferentes ángulos en un amplio rango angular, con el objetivo de deducir la disposición de los átomos en el sólido objeto de estudio.

Calorimetría
La calorimetría consiste en medir la cantidad de calor captado o cedido por el sólido estudiado en el momento de solidificación.
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