Estructuras de los sólidos

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Química General. Grupo B. Curso 1993/94

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7 Los sólidos y los líquidos
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 Comparación entre las propiedades de sólidos, líquidos y gases Fuerzas entre moléculas y iones Estructuras de los cristales Sólidos iónicos Sólidos metálicos Sólidos covalentes y sólidosmoleculares Comparación entre las propiedades de los distintos tipos de sólidos Propiedades de los líquidos

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_____________________________ 7.1 ____________________________________________________________

_________________________________________ Comparaci—n entre las propiedades de s—lidos, l’quidos y gases
Gas Propiedades Volúmenesvariables, fluidos, bajas densidades, se difunden con rapidez Líquido Intermedias Semiorden Cortas, Volúmenes fijos, fluidos, desiguales altas densidades, se difunden a través de otros líquidos Sólido Grandes frente Elevado orden Cortas, Volúmenes fijos, no fluidos, a la agitación térmica iguales altas densidades, se difunden muy lentamente a través de otros sólidos____________________________________________________________

_________________________________________ Fuerzas Despreciables frente a la agitación térmica Orden Continuo movimiento al azar Distancias Largas, desiguales

7.2 Fuerzas entre molŽculas y iones Las moléculas pueden atraerse entre sí mediante fuerzas relativamente débiles que se conocen con el nombre genérico de fuerzas de Van der Waals. A continuación se citanlos tipos más importantes. Se incluye también la fuerza ion–dipolo, que es una fuerza de atracción entre un ion y una molécula. Fuerzas dipolo–dipolo. Las fuerzas dipolo–dipolo son atracciones entre los dipolos eléctricos de moléculas polares. Fuerzas dipolo–dipolo inducido. Las fuerzas dipolo–dipolo inducido se dan entre una molécula polar y otra no polar. La molécula polar induce un dipolo en lano polar. 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 electrónica que rodea a los átomos. Las fuerzas de London dependen de la forma de la molécula. Para moléculas de forma semejante, crecen con la masa molecular y con la polarizabilidad ya que esosdos factores facilitan la fluctuación de los electrones (tabla 7.1). ____________________________________________________________

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Tabla 7.1. Puntos de fusión y ebullición de gases no polares. Sustancia He Ne Ar Kr Xe F2 Cl2 Br2 I2 Pto. fusión (°C) –270 –249 –189 –157 –112 –220 –101 –7 114 Pto. ebullición (°C) –269 –246 –186 –153 –108 –188 –34 59 184____________________________________________________________

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Fuerzas ion–dipolo. En una fuerza ion–dipolo, 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 en agua. La hidratación del catión persiste muchas veces en elsólido (p.ej. Na2CO3⋅10 H2O). Un catión se hidrata más fuertemente cuanto menor sea su tamaño y mayor su carga. El 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 pequeño (normalmente N, O ó F). La presencia de enlace de hidrogeno en el H2O, NH3 y HF, justificalas anorma-

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lidades encontradas en sus puntos de fusión (figura 7.1). Es también el responsable de la alta capacidad calorífica molar del agua líquida, así como de sus elevados calores de vaporización y de fusión.
120
H O 2

Grupo 17 Grupo 16

Grupo 15 Grupo 14

60 Temperatura (°C) 0 -60
PH HF NH 3 H S 2 HCl 3 SiH H Se 2 HBr AsH...