Sólidos moleculares

Introducción

Sólidos moleculares

Están constituidos por una red cristalina de moléculas independientes que mantienen su identidad dentro de la estructura. por lo tanto sus propiedades químicas son prácticamente las mismas que las de sus moléculas constituyentes. La mayoría de los compuestos moleculares forman sólidos si se enfrían convenientemente, (a veces es necesario comprimirlostambién, como ocurre con el He). La existencia de líquidos y sólidos moleculares (fases condensadas de la materia), prueba que hay fuerzas intermoleculares que atraen entre sí a las moléculas constituyentes. Estas fuerzas pueden ser de interacción entre moléculas no polares y polares

Fuerzas de interacción en moléculas no polares
Los gases nobles se puede decir que están constituidos por moléculasmonoatómicas. Licúan y solidifican al ser enfriados. los bajos puntos de fusión indican lo débiles que son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos. Por otra parte los átomos de los gases nobles tienen una estructura electrónica de capas completas o simetría esférica. Es decir, en cualquier punto de la superficie esférica existe la misma densidad electrónica, o igual probabilidad de encontrar alelectrón: Los centros de gravedad de las cargas positivas y negativas coinciden. El átomo no tiene, por lo tanto, momento dipolar permanente. Esto tiene consideración estadística y, sin embargo, en un determinado instante un átomo puede tener un momento dipolar temporal inducido, debido a que la distribución de electrones puede perder la simetría esférica en un determinado momento. esto sedenomina fluctuación electrónica. La facilidad con la que un átomo o molécula adquiere un momento dipolar se mide con la magnitud denominada polarizabilidad. este momento inducido induce otros momentos en átomos vecinos lo que conduce a la aparición de un enlace neto: Estas fuerzas se llaman de dispersión o de London que son muy débiles y tienen carácter no direccional. además de los gases nobles estánpresentes en X2 (X, halógeno), N2 y O2 etc.

Interacción en moléculas polares
Tienen un momento dipolar permanente, debido a la diferente electronegatividad de sus átomos y de su forma geométrica. Esta interacción se denomina dipolo-dipolo. Además, un dipolo produce un dipolo inducido en las moléculas vecinas lo que da lugar a la interacción dipolo-dipolo inducido. Todas estas fuerzas se ledenominan en su conjunto fuerzas de Van der Waals.

Interacciones de enlace de hidrógeno
Algunas moléculas polares tienen átomos de H unidos a un átomo muy electronegativo (F, O, N), como HF, H 2O y NH 3. Si además el átomo electronegativo, la molécula contiene pares de electrones libres , se dan las condiciones óptimas para la formación de este enlace. El oxígeno en la molécula de agua tienecuatro pares de electrones de valencia en cuatro orbitales híbridos tetraédricos, de los cuales dos son pares libres. La molécula de agua forma dos enlaces con los H de otras moléculas unidos a estos pares, mediante fuerzas polares. A su vez los propios átomos de H se unen a pares libres de otras moléculas en un entramado tridimensional que constituye el hielo ordinario. El agua en estado líquidosigue teniendo enlaces de hidrógeno, desapareciendo estos enlaces prácticamente todos en el estado gaseoso. La presencia de estos enlaces explica el hecho de que los puntos de fusión y ebullición del agua sean mucho más elevados que los valores mostrados por el resto de los hidruros de su grupo.

Estructuras de sólidos moleculares sin enlace de hidrógeno
Se basa en el máximo empaquetamiento de lasmoléculas en la red de moléculas, con la máxima ocupación y economía del espacio disponible. Aquí la forma de la molécula casi nunca es esférica perfecta, por lo que el empaquetamiento no es tan simple como en los sólidos iónicos o metálicos. se utiliza el modelo de empaquetamiento de Kitaigorodskii. Se parte de la idea de que la molécula tiene protuberancias y huecos en su forma geométrica...