filosofia

ESTADO SOLIDO

Manuel Jeria Orell
Dpto. de Química

ESTADO SÓLIDO
Estructura Cristalina.
En general los sólidos los podemos agrupar en dos categorías : Cristalinos y Amorfos. En los sólidos
cristalinos los átomos, iones o moléculas que lo conforman, ocupan posiciones fijas. Esta distribución
ocupando posiciones definidas permite que las fuerzas de atracción, que le otorgan estabilidadal cristal, se
maximicen. Asimismo, la estructura presenta una distribución muy regular y ordenada. La naturaleza de estas
fuerzas pueden ser de tipo iónico, covalente, de enlace de hidrógeno, de Van der Waals, o una combinación
de ellas.
Revisaremos aquellos sólidos denominados compuestos iónicos, no obstante, previamente
definiremos el concepto de celda unitaria o celda unidad.
CeldaUnitaria: Es la unidad de volumen del cristal, más pequeña, que presenta todas las
características del sistema cristalino. Por medio de ella se puede describir la distribución espacial de los
átomos o iones en el cristal. Esta unidad fundamental se repite tridimensionalmente en el cristal constituyendo
una red.
Compuestos iónicos.
Un compuesto iónico se caracteriza, entre otras, por la naturalezaelectrostática de sus enlaces,
originados por la unión de átomos muy electropositivos ( que pierden electrones con facilidad formando
cationes) con átomos muy electronegativos (que ganan electrones con facilidad formando aniones). Lo iones
formados poseen cargas eléctricas netas y no fracciones de cargas, se produce así una unión por interacción
electrostática, denominada enlace iónico.Propiedades de los Compuestos Iónicos :
Algunas de las propiedades que marcan la diferencia entre los compuestos iónicos de los covalentes, las
podemos relacionar en una primera aproximación con la estructura cristalina de los compuestos iónicos,
constituida, por iones positivos y negativos en una disposición tal que se maximizan las Vatr. Y se minimizan
las Vrep. Entre las más característicastenemos:
a) Conductividad Eléctrica.- Presentan en estado sólido conductividades muy bajas, en términos
generales, debido a las posiciones reticulares fijas que poseen lo iones en el cristal. No obstante, al
fundirse son buenos conductores de la corriente eléctrica, lo cual es atribuido a la presencia de iones
moviéndose libremente.
b) Temperaturas de Fusión y Ebullición,- En general loscompuestos iónicos tienen altos puntos de
fusión y ebullición. Lo anterior se debe a que los enlaces iónicos son multidireccionales. Así por
ejemplo, el punto de fusión del cloruro de sodio (NaCl) es consecuencia de las fuertes atracciones
electrostáticas entre los iones sodio y cloruro.
En la figura 1 podemos observar la red cúbica del cloruro de sodio, en la que cada catión sodio
interactúaelectrostáticamente con seis (6) aniones cloruro, los cuales a su vez ejercen atracción sobre
seis (6) cationes sodio, y así sucesivamente se repite la situación para cada ión, a través de toda la red
cristalina.

Manuel Jeria Orell
Dpto. de Química

2

c)

Dureza y Fragilidad.- La dureza la entendemos como la resistencia al rayado, y éste implica la
ruptura de uniones interiónicas. Engeneral los compuestos iónicos son duros, sin embargo, los
cristales constituidos por iones con configuraciones electrónicas de gas noble son más duros que
aquellos formados por iones con configuraciones electrónicas de pesudo gas noble. Esto se explica
en parte por lo argumentado en (b).
En el caso de la fragilidad, ocurre que ésta la podemos entender mejor si pensamos que al aplicar una
fuerzasobre el cristal para intentar comprimirlo, lo que se está haciendo es desplazar los iones a una
distancia menor que r (por ejemplo a r/2 ) con lo cual se acortan las distancias interiónicas
incrementándose las fuerzas repulsivas anión-anión y catión-catión, por sobre las fuerzas atractivas,
lo que producirá que el cristal se rompa en dos o más partes (cristales más pequeños). Por esa razón
un...