Diagrama de fase

Diagrama de fase de una sustancia pura
Los diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:
Punto triple: En este punto deldiagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros.
Los pares (presión, temperatura) que corresponden a una transición de fase entre:
Dos fases sólidas: Cambio alotrópico;
Entre una fase sólida y una fase líquida: fusión - solidificación;
Entre una fase sólida y unafase vapor (gas): sublimación - deposición (o sublimación inversa);
Entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización - condensación (o licuefacción).
Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como delos gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado.
Es preciso anotar que, en el diagrama P-T del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante inusual. Esto quiere decir queaumentando la presión el hielo se funde, y también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida.





Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.
En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando uoscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido.
Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas.
Tipo de sólidos
En base a las fuerzas intermoleculares presentes y el tipo de partículas que conforman lassustancias, podemos hacer el siguiente resumen sobre los tipo de sólidos:
Tipo de sólido
Partículas
Fuerzas intermoleculares
Propiedades
Ejemplos
atómico
átomos
dispersión de London
suaves
puntos de fusión muy bajos
malos conductores del calor y la electricidad

gases nobles del grupo 8A
molecular
moléculas
dispersión de London
dipolo - dipolo
enlace de hidrógeno

bastante blandospuntos de fusión de bajo a moderado
pobres conductores de calor y electricidad

CH4,  I2,  H2O, CO2, C12H22O11
iónico
iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones)
atracciones electrostáticas
ion-ion

duros y frágiles
puntos de fusión alto
malos conductores térmicos y eléctricos en estado sólido

NaCl, Ca(NO3)2,  CaO
metálico
átomos
enlaces metálicos
de blandos a durospuntos de fusión de bajos a altos
excelentes conductores térmicos y eléctricos,
maleables y dúctiles

Na,  Fe,  W,  Cu
red covalente
átomos
enlaces covalentes
muy duro
puntos de fusión muy altos
pobres conductores térmicos y eléctricos

diamante (C),
SiO2 (cuarzo),
SiC (carborundo)



Sistema cristalino

Un sólido cristalino se construye a partir de la repetición en el espaciode una estructura elemental paralelepipédica denominada celda unitaria. En función de los parámetros de red, es decir, de las longitudes de los lados o ejes del paralelepípedo elemental y de los ángulos que forman, se distinguen siete sistemas cristalinos:
Sistema cristalino
Ejes
Angulos entre ejes
Cúbico
a = b = c
α = β = γ = 90°
Tetragonal
a = b ≠ c
α = β = γ = 90°
Ortorrómbico
a ≠...