Solidos y estructuras

PRÁCTICA N° 1: SÓLIDOS Y SUS ESTRUCTURAS

Fundamento teórico:
Las estructuras sólidas naturales que se presentan en formas regulares con aristas bien definidas y con forma geométrica, se llaman “cristales”. La forma definida de los cristales de una sustancia determinada se encuentra que es siempre la misma en cualquier lugar en que esta sustancia aparezca. La forma geométrica se producenaturalmente. Estas formas en las cuales se presentan las caras son, entre otras, cuadrados, rectángulos, triángulos, paralelogramos, pentágonos. En ellas están representadas la mayoría de las figuras geométricas sencillas. La mayor parte de los cristales no se han desarrollado a la perfección, y sólo se pueden reconocer en ellos algunas de las caras. Pero cuando se encuentra un cristal bien hecho,tiene siempre la forma de uno de los sólidos geométricos bien conocidos, o una modificación de los mismos.

Actividad 1: Cristales iónicos.
¿Qué es la celda unidad?

El conjunto de átomos de un elemento, extendiéndose regular y ordenadamente en las tres direcciones del espacio, es una red cristalina de átomos.
Las redes cristalinas poseen una importante propiedad. El cristal en su totalidadpuede generarse mediante un pequeño módulo o celda unidad que se irá repitiendo indefinidamente en las tres direcciones del espacio. Al repetirse, acabará por generar el cristal del elemento.
El apilamiento de módulos (celda unidad), como si fueran ladrillos de construcción, generaría completamente el cristal del elemento.
La elección de la celda unidad de una red cristalina no es única. Existe másde una celda unidad válida para representar una determinada red cristalina. La elección se basa en criterios de simplicidad o comprensión.
Toda estructura cristalina tiene su celda unidad que la genera y representa. Se debe aprender a interpretarlas y saber deducir sus parámetros cristalinos más importantes.
La determinación del número de átomos contenidos en una celda unidad es fácil. Debendiferenciarse los átomos que pertenecen solamente a una determinada celda de aquellos que son compartidos con otras vecinas.
El número de átomos vecinos más próximos que rodean a un determinado átomo de una estructura se denomina número de coordinación del mismo.
Suponiendo que cada átomo sea una esfera rígida de radio r, es relativamente fácil calcular qué fracción del espacio disponible de lacelda unidad está ocupada por los átomos contenidos en la misma.

Diferentes tipos de redes cristalinas:

Estructura cristalina cúbica centrada en las caras.
La presentan:
Clorato de Potasio
Sulfato de Níquel (II)
Cloruro de Sodio

En esta estructura cada átomo está rodeado por doce átomos adyacentes y los átomos de las caras están en contacto.
El número de esferas por celda unidad es de4, su número de coordinación es 12 y el factor de ocupación es del 74,0%.

En el caso del NaCl:
La relación ión Na+ y Cl- es 1:1 para obtener carga neutra en la celda unidad. Los iones Cl- poseen mayor tamaño que los iones Na+. La estructura de la celda unidad es cúbico compacta, donde podemos centrar tanto los iones Na+ como los iones Cl-. El número de coordinación en la celda unidad es 6, yaque cada catión está rodeado por seis aniones. Las propiedades que presentan los sólidos cristalinos correspondientes al Cloruro de sodio son: alto punto de fusión, baja conductividad térmica y eléctrica y alta dureza. La fuerzas de atracción presente entre las partículas son electrostáticas.

Estructura cristalina triclínica:
La presentan:
Dicromato de Potasio
Sulfato Cúprico
En el caso delSulfato cúprico
Las propiedades son desde blandos hasta muy duros, variable punto de fusión, excelente conductividad térmica y eléctrica, maleables y dúctiles. Presentan enlace metálico.

Estructura cristalina ortorrómbica:
La presenta: Sulfato de Magnesio.

Estructura cristalina hexagonal
La presenta:
Yoduro de plomo.

Actividad 2: Sólido orgánico cristalino
El punto crucial en el...