Caracteristicas básicas de solidos cristalinos y amorfos

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  • Publicado: 11 de agosto de 2010
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Un cuerpo sólido, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma, poseen volumen constante y no se difunden, ya que no pueden desplazarse. Los sólidos se pueden dividir en dos categorías: Cristalinos y amorfos. Un cristal se puede definir como una estructura compuesta de átomos dispuestos en un modelo que se repite periódicamente en las tres dimensiones. El hielo es un sólidocristalino que posee un ordenamiento estricto y de gran alcance, es decir, sus átomos, moléculas o iones ocupan posiciones específicas. Gracias a la distribución de estas partículas, en el sólido cristalino las fuerzas netas de atracción intermolecular son máximas. Las fuerzas responsables de la estabilidad de un cristal pueden ser iónicas, covalentes, de van der Waals, de enlaces de hidrógeno o unacombinación de todas ellas. Un sólido amorfo, como el vidrio, carece de un ordenamiento bien definido y de un orden molecular de largo alcance.

Sólidos Amorfos
Los sólidos amorfos resultan de una malformación de un cristal al, por ejemplo, enfriarlos bruscamente. Los sólidos amorfos carecen de una distribución tridimensional regular de átomos. Muchos sólidos amorfos son mezclas de moléculas que nose pueden apilar bien. Casi todos los demás se componen de moléculas grandes y complejas. Entre los sólidos amorfos más conocidos destaca el vidrio.

Un mismo compuesto, según el proceso de solidificación, puede formar una red cristalina o un sólido amorfo. Por ejemplo, según la disposición espacial de las moléculas de sílice (SiO2), se puede obtener una estructura cristalina (el cuarzo) o unsólido amorfo (el vidrio). 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.

Sólidos cristalinos
Los sólidos son formados por algo llamado, celdas unitarias. Una celda unitaria es la unidad estructural repetida de un sólido cristalino. El tamaño y forma de las celdas unitariasson especificadas por la longitud de a, b y c, las aristas y los ángulos α, β y γ.

En esta ilustración podemos observar varias esferas, cada esfera representa un átomo, ión o molécula y se denomina punto reticular. Los sólidos cristalinos pueden generalizarse por las formas de sus celdas unitarias pero todas las formas generan una estructura reticular. Los cristales poseen una constituciónvectorial, es decir, sus propiedades son función de la dirección. En las sustancias cristalinas no son equivalentes todas las direcciones. La dependencia entre las propiedades de un cristal y la dirección está influenciada por la simetría del mismo, es decir por el número de planos o de ejes de simetría que son los que condicionan el crecimiento del cristal.
La manera en que se acomoden las esferasserá determinante para la forma final de la celda unitaria y el cristal. En estos arreglos, existe algo llamado número de coordinación (NC), que se define como el número de átomos (o iones) que rodean a otro átomo(o ión) en una red cristalina. Esto es un indicador de que tan compactas se encuentran las esferas en una disposición.

Un mayor número implica mayor compactación. Existen variadasformas y disposiciones de celdas unitarias. La celda unitaria cúbica simple contiene el equivalente de un solo átomo y un NC de 6. La celda unitaria cúbica centrada en el cuerpo contiene dos átomos y un NC de 8 y la celda unitaria centrada en las caras contiene el equivalente de cuatro átomos

y un NC de 12. Esto es porque las celdas colindan unas con otras y la mayoría de átomos se comparten entreceldas vecinas.
Como en todo, las esferas buscan la mejor forma de acomodo entre ellas, no sólo por que utilizan menos espacio, sino porque el mayor contacto entre ellas maximiza su fuerza de atracción. Y esto se logra más fácilmente con un empaquetamiento compacto. Muchos de los elementos utilizan el empaquetamiento cúbico centrado en las caras (ccp) o una estructura hexagonal compacta...
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