estado solido

Download Estado solido

Post on 06-Dec-2015

213 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

EStudia el estado solido se la materia en la quimica inorganica y los tipos de cristales asi como sus leyes

TRANSCRIPT

Estado solidoUn cuerposlido(dellatnsoldus) es uno de los cuatroestados de agregacin de la materiams conocidos y observables (siendo los otrosgas,lquidoy elplasma). Se caracteriza porque opone resistencia a cambios deformay de volumen. Sus partculas se encuentran juntas y correctamente ordenadas. Las molculas de un slido tienen una gran cohesin y adoptan formas bien definidas. Existen varias disciplinas que estudian los slidos: Elasticidad: Un slido recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es un objeto en que podemos observar esta propiedad ya que vuelve a su forma original. Fragilidad: Un slido puede romperse en muchos fragmentos (quebradizo). Dureza: Hay slidos que no pueden ser rayados por otros ms blandos. Eldiamantees un slido con dureza elevada. Forma definida: Tienen forma definida, son relativamente rgidos y no fluyen como lo hacen los gases y los lquidos, excepto bajo presiones extremas del medio. Alta densidad: Los slidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercana de sus molculas por eso se dice que son ms pesados Flotacin: Algunos slidos cumplen con esta propiedad, solo si su densidad es menor a la del lquido en el cual se coloca. Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema fsico o un sistema social a posibles cambios, en el caso de los slidos pone resistencia a cambiar su estado de reposo. Tenacidad: En ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un material a que se propaguen fisuras o grietas. Maleabilidad: Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados por deformacin. La maleabilidad permite la obtencin de delgadas lminas de material sin que ste se rompa, teniendo en comn que no existe ningn mtodo para cuantificarlas. Ductilidad: La ductilidad se refiere a la propiedad de los slidos de poder obtener hilos de ellas.

Tipos de slidos: Amorfos: azufre plstico, caucho, goma, vidrioElslido amorfoes unestado slidode la materia, en el que las partculas que conforman el slido carecen de una estructura ordenada. Estos slidos carecen de formas bien definidas. Esta clasificacin contrasta con la deslidos cristalinos, cuyostomosestn dispuestos de manera regular y ordenada formandoredes cristalinas.Muchos slidos amorfos son mezclas demolculasque no se pueden apilar bien. Casi todos los dems se componen de molculas grandes y complejas. Entre los slidos amorfos ms conocidos destaca elvidrio.Propiedades.Las molculas de los slidos amorfos estn distribuidas al azar lo que se traduce en que las propiedades fsicas macroscpicas del slido sonistropas, idnticas en todas las direcciones.Los slidos amorfos tienen una temperatura caracterstica a la cual sus propiedades experimentan cambios importantes. Esta temperatura se conoce comotemperatura de transicin vtrea(Tg). La temperatura de transicin a vidrio de un material amorfo puede reducirse aadiendo molculas pequeas, denominadas "plastificadores", que se adaptan entre las molculas vtreas y les proporciona mayor movilidad. Lafusinse alcanza a distintas temperaturas, segn la proporcin de las distintas partculas que forman la muestra Cristalinos: sales inorgnicas, xidos, sulfuros, hidrxidos, elementosLos slidos cristalinos funden a temperaturas definidas, tienen superficies planas y lisas bien definidas, denominadas caras, que tienen ngulos definidos en sus aristas. Las caras estn formadas por agrupaciones ordenadas de tomos. Los slidos amorfos no poseen caras bien definidas, a no ser que hayan sido moldeados o cortados. No poseen un punto de fusin definido. Se reblandecen dentro de cierto intervalo de temperatura.La estructura cristalina de un slido depende del tipo de enlace atmico, del tamao de los tomos (o iones), y la carga elctrica de los iones en su caso.

LEYES CRISTALOGRAFICAS

Las tres leyes fundamentales de la cristalografa sehan formulado en base al estudio de laforma externa de un cristal. Son la ley de laconstancia de los ngulos diedros; ley de la racionalidad delos ndices; y ley de laconstancia de la simetra.

Ley de la constancia de los ngulosdiedros.

Fue enunciada en 1669 por Stenon. Establece que, en una misma especie mineral, los ngulos diedrosformados entre las caras son iguales, aunque dichas caras puedan variar en cuanto a su forma y tamao. Aunque l no supo cul era la causa (no se haban descubierto los rayos x todava, mucho menos inventado la difraccin de rayos x), se sabe ahora, que esto es porque la estructura atmica de cualquier mineral demuestra que la estructura permanece dentro de determinados lmites o relaciones geomtricas. Si no es as, entonces por la definicin moderna de mineral, no se estn comparando dos minerales similares. Ya que se podra estar comparando el polimorfo, pero ciertamente no el mismo mineral (Polimorfos son minerales con la misma composicin qumica, como el diamante y grafito o esfalerita y wurtzita, pero difiriendo en la estructura atmica y, por consiguiente, cristalizando en sistemas cristalinos diferentes) la ley de Steno se llama ley deCONSTANCIA DE NGULOS INTERFACIALES.

Ley de racionalidad de los ndices.

Fue enunciada en 1782 por Hay, y estudia la posicin que poseen las distintas caras en un cristal, y la relacin que tome con otra cara llamada fundamental tomada como referencia. Establece que la relacin entre los parmetros de todas lascaras existentes o posibles en un cristal, sobre un mismo eje, da siempre nmeros racionales (pueden determinarse por tres nmeros enteros).

Ley de la constancia de la simetra

La ley de constancia de la simetra establece que, en un cristal, el grado de simetra que presenta un conjunto formado por cualquiera de sus caras, permanece invariable aunque se combine con otro cuando aparecen caras nuevas. Nicols Steno, mdico dans y cientfico naturalista, descubri una de estas leyes. Examinando numerosos especmenes del mismo mineral, as encontr que, cuando estn a la misma temperatura, los ngulos entre lascaras de cristales similares permanecen constantes sin tener en cuenta el tamao o la forma del cristal. As, si el cristal creci bajo las condiciones ideales o no, si se comparan los ngulos entre las caras correspondientes en los distintos cristales del mismo mineral, el ngulopermanece constante.

Sistemas cristalinos

Existen seis tipos de sistemas cristalinos. Segn los elementos de simetra que presentan -ejes, planos y centro de simetra- se denominan: cbico, tetragonal, rmbico, hexagonal, monoclnico y triclnico. A su vez, estos sistemas, se distribuyen en tres grupos, de acuerdo con las relaciones de longitud de sus ejescristalogrficos (x, y, z, x1).

Cbico: En el sistema cbico los ejes del cristal son perpendiculares entre s; los lados de las caras miden lo mismo y las redes cbicas pueden ser simples, centradas en el cuerpo o centradas en las caras. El 12% de los minerales cristalizan en este sistema cbico, como el cobre, la plata o el oro.

Tetragonal: Al igual que en el sistema cbico, los ejes del cristal, en el sistema tetragonal, son perpendiculares entre s, slo que ahora nicamente dos de los lados de las caras miden lo mismo, siendo el tercero diferente. Estas redes del sistema tetragonal pueden ser simples o centradas en el cuerpo. Al sistema tetragonal pertenecen el 10% de los minerales, entre ellos, el circn, el rutilo y la calcopirita.

Ortorrmbico: En el sistema ortorrmbico los tres ejes cristalinos tambin son perpendiculares entre s, pero los tres lados de cada caralargo, ancho y alto, tienen valores diferentes. En el sistema ortorrmbico cristalizan el azufre, el topacio y otros. Las redes ortorrmbicas pueden ser simples, centradas en la base, centradas en el cuerpo o centradas en las caras.

Monoclnico: A diferencia de los tres sistemas anteriores, en el monoclnico dos de los ejes cristalinos no son perpendiculares entre s; pero el tercero es perpendicular a los primeros dos, y los tres lados de cada cara son distintos. Las redes monoclnicas pueden ser simples o centradas en la base.Al sistema monoclnico pertenece el mayor porcentaje de los minerales (32%), entre ellos, el yeso, la malaquita, las micas y la ortoclasa.

Triclnico: En el sistema triclnico ninguno de los ejes del cristal es perpendicular a los otros y ninguno de sus lados mide lo mismo. Las turquesas pertenecen a este sistema.

Trigonal o rombodrico: Los ngulos entre los ejes del cristal, en el sistema trigonal o rombodrico, son idnticos, pero diferentes de, y las tres dimensiones del cristal unitario son idnticas. Cerca del 9% de los minerales conocidos cristaliza en este sistema: la calcita, el cuarzo, el cinabrio y la turmalina.

Hexagonal: Finalmente, en el sistema hexagonal dos de los ejes del cristal tienen un ngulo entre s de 120; el tercero es perpendicular a estos dos, siendo las dimensiones del cristal a lo largo de los primeros dos ejes iguales, y la tercera, a lo largo del eje perpendicular, diferente. Entre los minerales que cristalizan en este sistema (entre 7 y 8%), se encuentran la molibdenita, el apatito, la piromorfita y el berilo. Este sistema recibe el nombre de hexagonal porque una estructura hexagonal sencilla puede formarse a partir de tales celdas unitarias.

Red de BravaisSon las diferentes opciones disponibles para el apilamiento de tomos en forma de celdas unitarias derivadas de los siete sistemas cristalinos. Por ejemplo, existen tres opciones para la celda cbica, 1) tomos en las esquinas del cubo, 2) un tomo adicional en el centro del cubo, y 3) un tomo adicional en cada cara del cubo.

En el caso de redes tridimensionales existen elementos de simetra adicionales: a) Punto de simetra.- el que permite describir la simetra de un arreglo tridimensional, siendo stos: centro de simetra, planos espejo y ejes de inversin. b) Elementos de simetra de translacin.- los cuales se requieren (como las lneas de deslizamiento en dos dimensiones) para describir tod