EL ESTADO SOLIDO

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sublimación

Solido gas [pic 7][pic 8]

deposición

algunos solidos impuros pueden purificarse por sublimación y subsecuente deposición del vapor sobre una superficie más fría.

Solidos cristalinos y amorfos

Según la distribución espacial de los átomos, moléculas o iones, los materiales sólidos pueden ser clasificados en: [pic 9]

Cristalinos: compuestos por átomos, moléculas o iones organizados de una forma periódica en tres dimensiones. Las posiciones ocupadas siguen una ordenación que se repite para grandes distancias atómicas (de largo alcance).

Amorfos: compuestos por átomos, moléculas o iones que no presentan una ordenación de largo alcance. Pueden presentar ordenación de corto alcance. El sólido amorfo es un estado sólido de la materia en el que las partículas que conforman el sólido carecen de formas y caras definidas, y a su vez de una estructura ordenada.[pic 10]

Propiedades de los sólidos amorfos: Las moléculas de los sólidos amorfos están distribuidas azarosamente y cuyas propiedades físicas son idénticas en todas las direcciones (isotropía). Constan de una temperatura característica conocida como temperatura de transición, donde sus propiedades suelen experimentar cambios importantes.

Una de las consecuencias que experimentan los sólidos amorfos debido a la disposición de sus partículas, es la diferencia de intensidad que toman las fuerzas intermoleculares entre las mismas, alcanzándose la fusión a distintas temperaturas según la proporción de sus partículas, deduciéndose que estos no tienen un punto de fusión definido.

Sólido amorfo destacado: Vidrio.

Celda unitaria

El concepto de celda unitaria es usado para representar la simetría de una determinada estructura cristalina. Cualquier punto de la celda unitaria que sea trasladado de un múltiplo entero de parámetros de red ocupará una posición equivalente en otra celda unitaria. Es la unidad de volumen más pequeña de un cristal que muestra todas las características del patrón del cristal. Las celdas unitarias están apiladas en tres dimensiones para integrar una red, la distribución dimensional que corresponde a un cristal.

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Enlace en solidos

Los sólidos cristalinos se clasifican en categorías según los tipos de partículas presentes en el cristal y de los enlaces o interacciones entre ellas. Las cuatro categorías son:

- Solidos metálicos

Una vison simple del enlace de un metal es el del “mar de electrones” los electrones de valencia forman un mar de cargas negativas que mantienen firmemente unidos a los atomos. El “mar de electrones” puede desplazarse por lo que los metales son conductores. Ademas, los metales son maleables y ductiles.

El enlace metalico es poco direccional, lo que explica la tendencia de los atomos de un metal a rodearse del mayor numero posible de otros atomos. Por ellos los solidos metalicos se caracterizan a menudo or tener empaquetamientos compactos: em paquetamientos en los que los atomos ocupan el volumen total mas pequeño, dejando el miniko espacio vacio. Hay dos maneras principales de apilar de forma compacta esperas de igual tamaño.

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- Solidos iónicos

Un modelo simple, aunque aproximado, de un sólido iónico es el de la disposición infinita de iones positivos y negativos, que se mantienen unidos por fuerzas electrostática (enlace iónico). Al menos en una primera aproximación, se supones que los iones son esferas que no se deforman en presencia de otros iones de signo contrario.

El enlace iónico es poco direccional, lo que explica que cada ion tienda a tener el máximo número de coordinación posible. Sin embargo. Los números de coordinación son menores y las estructuras menos compactas que las de los metales, debido a sus diferencias en los silbidos iónicos, anión y catión tienen distinto tamaño y carga eléctrica lo que limita su empaquetamiento.

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- Solidos moleculares

Son sólidos formados por moléculas covalentes discretas o por átomos unidos mediante fuerzas de Van Der Waals

- Solidos covalentes

Son sólidos formados por redes de átomos unidos por enlace covalente. Estas redes pueden ser tridimensionales. Bidimensionales (láminas) o unidimensionales (cadenas), aunque solo las primeras componen solidos puramente covalentes. Los sólidos covalentes tridimensionales tienen elevados puntos de fusión y ebullición por las fuerzas extremadamente fuertes que los unen. En las bi- y mono dimensional, las láminas o cadenas se atraen por fuerzas débiles de Van Der Waals.

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Glosario

Fases: distintos estados de una sustancia presentes en un sistema, parte homogénea de un sistema

Fuerzas intermoleculares: fuerzas entre partículas individuales (átomos, moléculas, iones) de una sustancia.

Estructura cristalina. Es la forma geométrica como átomos, moléculas o iones se encuentran espacialmente ordenados.

Celda unitaria: Es el menor grupo de átomos representativo de una determinada estructura cristalina.

Parámetro de Red: Longitudes de los lados de las celdas unitarias y los ángulos entre estos lados.

Aplicación en la ingeniería química

En el caso del carbono con sus distintos isotopos, es un sólido que se presenta como carbono diamante o carbono grafito y gracias a los procesos industriales aplicados por ingenieros químicos es que estos son transformados para que puedan ser utilizados; como ejemplo el carbono grafito el cual es manipulado para llevar a las personas en distintas presentaciones, por ejemplo:

- El grafito mezclado con una pasta se utiliza para fabricar la mina de los lápices.