Generalidades sobre Generalidades sobre Sólidos Sólidos Prof. Sergio Casas- Prof. Sergio Casas- Cordero E. Cordero E.
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Generalidades sobre Slidos Prof. Sergio Casas-Cordero E.
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Propiedades de las sustancias Caractersticas de los slidos de
red covalente - Los tomos estn unidos por una red continua de
enlaces covalentes. - Malos conductores elctricos. - Insolubles en
todos los disolventes comunes. - Puntos de fusin muy elevados (
1000C) - Ejemplos comunes: C (grafito/diamante) P f = 3500 C Cuarzo
(Silicatos: SiO 2, SiO 3 2-, Si 4 O 10 4-,..)
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Caractersticas de los slidos inicos Se mantienen unidos por
fuerzas electrostticas intensas entre iones contiguos con cargas
opuestas. (NaCl, MgO, Na 2 CO 3,...) Muchos compuestos inicos son
solubles en agua y disolventes polares. (Son insolubles en
disolventes apolares) No conducen la electricidad, puesto que los
iones tienen posiciones fijas en la estructura slida. Sin embargo
son buenos conductores cuando estn fundidos o disueltos en agua. No
son voltiles y tienen un punto de fusin alto. Propiedades de las
sustancias
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Caractersticas de los slidos metlicos -Las unidades
estructurales son los electrones y cationes. M + e - M + e - M + e
- - Conductividad elctrica elevada (e - mviles) - Conductividad
trmica alta. - Dctiles (cables) y maleables (lminas) - Brillo.
(reflejan la luz) - Puntos de fusin muy variados (-39C (Hg) hasta
3419C(W)) - Insoluble en agua y otros disolventes comunes. El nico
metal lquido es el Hg, que disuelve a otros metales formando
disoluciones llamadas amalgamas.
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Estructuras cristalinas Los cristales tienen formas geomtricas
definidas debido a que los tomos o iones, estn ordenados segn un
patrn tridimensional definido. Mediante la tcnica de difraccin de
Rayos X, podemos obtener informacin bsica sobre las dimensiones y
la forma geomtrica de la celda unidad, la unidad estructural ms
pequea, que repetida en las tres diemensiones del espacio nos
genera el cristal. Celda unidad
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Celdas unidad en el sistema cristalino cbico Cbica sencilla
Cbica centrada en el cuerpo Cbica centrada en las caras Estructuras
cristalinas
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Empaquetamiento hexagonal compacto
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Tipos de huecos Huecos octadricos Huecos tetradricos
Estructuras cristalinas
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N de coordinacin Hexagonal compacto Cbico compacto
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Estructuras cristalinas Cloruro de Cesio - C.U: cbica centrada
en el cuerpo - N de coordinacin para ambos iones es 8
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Cloruro de Sodio Estructuras cristalinas - C.U: cbica centrada
en las caras para los aniones - N de coordinacin para ambos iones
es 6 - Los cationes ocupan todos los huecos octadricos
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ZnS (blenda de zinc) Estructuras cristalinas - C.U: cbica
centrada en las caras para los aniones - N de coordinacin para
ambos iones es 4 - Los cationes ocupan la mitad de los huecos
tetradricos
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CaF 2 (fluorita) Estructuras cristalinas - C.U: cbica centrada
en las caras para los cationes - N de coordinacin para el catin y
el anin son 8:4 - Los aniones ocupan todos los huecos
tetradricos
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TiO 2 (rutilo) Estructuras cristalinas - C.U: hexagonal
compacto para aniones - N de coordinacin para el catin y el anin
son 6:3 - Los cationes ocupan la mitad de los huecos
octadricos
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La energa del enlace inico Cuando un mol de iones positivos y
un mol de iones negativos se aproximan desde el infinito hasta las
posiciones de equilibrio que ocupan en el cristal, se produce un H
llamado entalpa reticular ( H U ).M + (g) + X - (g) MX(s) Entalpa
reticular La entalpa reticular (Energa reticular) es siempre
negativa, se trata de un proceso exotrmico. Se puede calcular
mediante el ciclo de Born - Haber.
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La energa del enlace inico El ciclo de Born - Haber M(s) + 1/2
X 2 MX(s)(g) H f (MX) H s (M) H dis (X 2 ) M(g) X (g) (M) A e (X) M
+ (g) + X - (g) H U (MX (g))
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Hf + Hdis + Hu + EA + EI + Hs = 0 Es un ciclo termodinmico
consecuencia de la ley de Hess A mayor Hu: menor distancia
interionica (Di = Rc + Ra) mayor intensidad del enlace qumico menor
solubilidad en agua del cristal
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COMPUESTO Hu Hu COMPUESTO Hu Hu COMPUESTO Hu HuLiF1030KF808
MgCl 2 2326 LiCl834KCl701 SrCl 2 2127 LiI730KBr671
NaF922CsF734MgO3795 NaCl788CsCl660CaO3414 NaBr752CsBr636
NaI704CsI600
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Li 1+ Na 1+ K 1+ Rb 1+ Cs 1+ F 1- 201231266282300 Cl 1-
257281314327356 Br 1- 275298329343371 I 1- 300323353366395
Distancia Interionica (DI) en picometro (pm)
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inicio final La energa del enlace inico Ciclo de Born - Haber
para el NaCl Sublimacin Disociacin Ionizacin Afinidad electrnica
Energa reticular