134

Los solidos

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Page 1: Los solidos
Page 2: Los solidos

A

hora

nos

conc

entr

arem

osen

lare

laci

ónen

tre

las

prop

ieda

des

delo

ssó

lidos

ysu

ses

truc

tura

sy

enla

ces.

Page 3: Los solidos

Lo

ssó

lidos

pued

ense

rcr

ista

linos

oam

orfo

s(n

ocr

ista

linos

).

Page 4: Los solidos

En

unsó

lido

cris

talin

o,lo

sát

omos

,io

nes

om

oléc

ulas

está

nor

dena

dos

endi

spos

icio

nes

bien

defin

idas

.

Page 5: Los solidos

Es

tos

sólid

ossu

elen

tene

rsu

perf

icie

spl

anas

oca

ras

que

form

anán

gulo

sde

finid

osen

tre

sí.

Page 6: Los solidos

La

spi

las

orde

nada

sde

part

ícul

asqu

epr

oduc

enes

tas

cara

sta

mbi

énha

cen

que

los

sólid

oste

ngan

form

asm

uyre

gula

res

(Fig

ura

1).

Page 7: Los solidos

El

cuar

zoy

eldi

aman

teso

nsó

lidos

cris

talin

os.

Page 8: Los solidos

U

nsó

lido

amor

fo(d

ela

spa

labr

asgr

iega

squ

esi

gnifi

can

“sin

form

a”)

esun

sólid

ocu

yas

part

ícul

asno

tiene

nun

aes

truc

tura

orde

nada

.

Page 9: Los solidos

Es

tos

sólid

osca

rece

nde

form

asy

cara

sbi

ende

finid

as.

Page 10: Los solidos

M

ucho

ssó

lidos

amor

fos

son

mez

clas

dem

oléc

ulas

que

nose

pued

enap

ilarb

ien.

Page 11: Los solidos

C

asi

todo

slo

sde

más

seco

mpo

nen

dem

oléc

ulas

gran

des

yco

mpl

ejas

.

Page 12: Los solidos

Entre

los

sólidos

amorfos

más

conocidosestánelhuleyelvidrio.

Page 13: Los solidos

El

cuar

zo,

SiO

2,es

unsó

lido

cris

talin

oco

nun

aes

truc

tura

trid

imen

sion

alco

mo

laqu

ese

mue

stra

enla

figur

a2(

a)».

Cua

ndo

elcu

arzo

sefu

nde

(ace

rca

de16

00ºC

),se

conv

iert

een

unlíq

uido

visc

oso

ype

gajo

so.

Page 14: Los solidos

Aunque

lared

desilicio-oxígeno

permanececasi

intacta,

serompen

muchosenlaces

SiO,ysepierde

elordenrígidodelcuarzo.

Page 15: Los solidos

Si

elm

ater

ial

fund

ido

seen

fría

rápi

dam

ente

,lo

sát

omos

noal

canz

ana

recu

pera

rsu

acom

odo

orde

nado

.El

resu

ltado

esun

sólid

oam

orfo

llam

ado

vidr

iode

cuar

zoo

vidr

iode

sílic

e[F

igur

a2(

b)].

Page 16: Los solidos

D

ado

que

las

part

ícul

asde

unsó

lido

amor

foca

rece

nde

unor

den

dela

rgo

alca

nce,

lain

tens

idad

dela

sfu

erza

sm

olec

ular

esva

ríade

unpu

nto

aot

rode

una

mue

stra

.

Page 17: Los solidos

Po

rello

,los

sólid

osam

orfo

sno

sefu

nden

aun

ate

mpe

ratu

raes

pecí

fica;

más

bien

,se

rebl

ande

cen

dent

rode

cier

toin

terv

alo

dete

mpe

ratu

raa

med

ida

que

seve

ncen

las

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

dedi

fere

ntes

inte

nsid

ades

.

Page 18: Los solidos

Unsólidocristalino,encambio,funde

aunatemperaturaespecífica.

Page 19: Los solidos

Figu

ra 1

Lo

s só

lidos

cris

talin

os a

dopt

an d

iver

sas

form

as y

col

ores

: (a)

piri

ta (o

ro d

e lo

s to

ntos

), (b

) flu

orita

, (c)

am

atis

ta.

Page 20: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

El

orde

nca

ract

erís

tico

delo

ssó

lidos

cris

talin

osno

spe

rmite

tene

run

aim

agen

deto

doun

cris

tale

xam

inan

dosó

loun

ape

queñ

apa

rte

deél

.

Page 21: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

Podemos

imaginarqueelsólidose

forma

apilando

bloques

deconstrucciónidénticos,asícomouna

pareddetabiquesseformaapilando

tabiquesindividuales“idénticos”.

Page 22: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

Launidadderepeticióndeunsólido,

el“tabique”cristalino,se

denomina

celdaunitaria.

Page 23: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

U

nej

empl

obi

dim

ensi

onal

senc

illo

apar

ece

enla

hoja

depa

pel

tapi

zqu

ese

mue

stra

enla

figur

a3

».

Page 24: Los solidos

Figu

ra 3

D

iseñ

ode

pape

ltap

izqu

em

uest

raun

patr

ónre

petit

ivo

cara

cter

ístic

o.C

ada

cuad

rado

azul

punt

eado

deno

taun

ace

lda

unita

riade

lpat

rón

dere

petic

ión.

Igua

lmen

tepo

dría

habe

rse

esco

gido

lace

lda

unita

riaco

nfig

uras

roja

sen

las

esqu

inas

Page 25: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

H

ayva

rias

form

asde

esco

ger

elpa

trón

dere

petic

ión

oce

lda

unita

riade

ldi

seño

,pe

rola

mej

orop

ción

suel

ese

rla

más

pequ

eña

que

mue

stre

clar

amen

tela

sim

etría

cara

cter

ístic

ade

todo

elpa

trón.

Page 26: Los solidos

Figu

ra 2

.-Com

para

cion

es

esqu

emát

icas

de

(a) S

iO2

cris

talin

o (c

uarz

o)

Page 27: Los solidos

Figu

ra 2

.-Co

mpa

raci

ones

es

quem

átic

as d

e (b

) SiO

2 a

mor

fo

(vid

rio d

e cu

arzo

)

Page 28: Los solidos

Figu

ra 2

.-Co

mpa

raci

ones

es

quem

átic

as

Page 29: Los solidos

Figu

ra 2

La

ses

fera

sgr

ises

repr

esen

tan

átom

osde

silic

io;

las

roja

s,át

omos

deox

ígen

o.La

estr

uctu

rare

ales

trid

imen

sion

aly

nopl

ana

com

ose

dibu

jóaq

uí.L

aun

idad

que

sem

uest

raco

mo

bloq

uede

cons

truc

ción

bási

co(s

ilici

oy

tres

oxíg

enos

)en

real

idad

tiene

cuat

roox

ígen

os;

elcu

arto

sale

del

plan

ode

lpa

pel

ypu

ede

unirs

ea

otro

sát

omos

desi

licio

.

Page 30: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

U

nsó

lido

cris

talin

opu

ede

repr

esen

tars

em

edia

nte

una

mat

riztr

idim

ensi

onal

depu

ntos

,ca

daun

ode

los

cual

esre

pres

enta

unen

torn

oid

éntic

ode

ntro

delc

rista

l.

Talm

atriz

depu

ntos

sede

nom

ina

red

cris

talin

a.

Page 31: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

Po

dem

osvi

sual

izar

lafo

rmac

ión

deto

dala

estr

uctu

racr

ista

lina

acom

odan

doel

cont

enid

ode

lace

lda

unita

riare

petid

amen

teen

lare

dcr

ista

lina.

Page 32: Los solidos

Figu

ra 4

se

mue

stra

una

red

cris

talin

a y

la c

elda

uni

taria

co

rres

pond

ient

e.

Page 33: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

En

gene

ral,

las

celd

asun

itaria

sso

npa

rale

lepí

pedo

s(fi

gura

sco

nse

isca

ras

que

son

para

lelo

gram

os).

C

ada

celd

aun

itaria

pued

ede

scrib

irse

enté

rmin

osde

las

long

itude

sde

las

aris

tas

dela

celd

ay

los

ángu

los

entr

edi

chas

aris

tas.

Page 34: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

Todosloscompuestoscristalinos

sepueden

describiren

términosde

siete

tiposbásicosdeceldasunitarias.

Page 35: Los solidos

Figu

ra N

°5

Lo

str

estip

osde

celd

asun

itaria

squ

ese

obse

rvan

enre

des

cúbi

cas.

Por

clar

idad

,la

ses

fera

sde

las

esqu

inas

sem

uest

ran

enro

joy

las

cent

rada

sen

elcu

erpo

yce

ntra

das

enun

aca

rase

mue

stra

nen

amar

illo.

Cad

aes

fera

repr

esen

taun

punt

ode

red

(un

ento

rno

idén

tico

enel

sólid

o)

Page 36: Los solidos

Figu

ra N

°5

Page 37: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

H

aytr

estip

osde

celd

asun

itaria

scú

bica

s,co

mo

seilu

stra

enla

figur

a5.

Si

los

punt

osde

red

está

nsó

loen

las

esqu

inas

,des

crib

imos

lace

lda

unita

riaco

mo

cúbi

capr

imiti

va.

Page 38: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

Si

tam

bién

hay

unpu

nto

dere

den

elce

ntro

dela

celd

aun

itaria

,la

celd

aes

cúbi

cace

ntra

daen

elcu

erpo

.

Cua

ndo

lace

lda

tiene

punt

osde

red

enel

cent

rode

cada

cara

adem

ásde

enla

ses

quin

as,

escú

bica

cent

rada

enla

sca

ras.

Page 39: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

La

ses

truc

tura

scr

ista

linas

más

senc

illas

son

las

celd

asun

itaria

scú

bica

squ

etie

nen

unso

loát

omo

cent

rado

enca

dapu

nto

dere

d.

Page 40: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

La

may

orpa

rte

delo

sm

etal

estie

nees

tetip

ode

estr

uctu

ra.

Page 41: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

Po

rej

empl

o,el

níqu

eltie

neun

ace

lda

unita

riacú

bica

cent

rada

enla

sca

ras,

mie

ntra

squ

eel

sodi

otie

neun

ace

lda

unita

riacú

bica

cent

rada

enel

cuer

po.

Page 42: Los solidos

Celd

as u

nita

rias

En

lafig

ura

6se

mue

stra

lafo

rma

enqu

elo

sát

omos

llena

nla

sce

ldas

unita

rias

cúbi

cas.

O

bser

vequ

elo

sát

omos

que

está

nen

las

esqu

inas

yen

las

cara

sno

qued

anto

talm

ente

dent

rode

lace

lda

unita

ria;

más

bien

,se

com

part

enen

tre

celd

asun

itaria

s.

Page 43: Los solidos

En la

tabl

a 1

« s

e re

sum

e la

frac

ción

de

un

átom

o qu

e oc

upa

una

celd

a un

itaria

cua

ndo

los

átom

os s

e co

mpa

rten

ent

re c

elda

s.

Page 44: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

En

laes

truc

tura

cris

talin

ade

lcl

orur

ode

sodi

o(F

igur

a7)

,po

dem

osce

ntra

rya

sea

los

ione

sN

a+o

los

ione

sC

len

los

punt

osde

red

deun

ace

lda

unita

riacú

bica

cent

rada

enla

sca

ras.

Page 45: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

Así,describimos

laestructuracomo

cúbicacentradaenlascaras.

Page 46: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

En

lafig

ura

7se

han

sepa

rado

los

ione

sN

a+y

Cl

para

pode

rver

más

clar

amen

tela

sim

etría

dela

estr

uctu

ra.

En

esta

repr

esen

taci

ónno

seha

nco

nsid

erad

olo

sta

mañ

osre

lativ

osde

los

ione

s.

Page 47: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

En

cont

rast

e,la

repr

esen

taci

ónde

lafig

ura

8m

uest

ralo

sta

mañ

osre

lativ

osde

los

ione

sy

lafo

rma

enqu

elle

nan

lace

lda

unita

ria.

Page 48: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

O

bser

vequ

ela

spa

rtíc

ulas

enla

ses

quin

as,

aris

tas

yca

ras

son

com

part

idas

por

otra

sce

ldas

unita

rias.

Page 49: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

La

rela

ción

catió

n-an

ión

tota

lde

una

celd

aun

itaria

debe

ser

igua

lala

deto

doel

cris

tal;

por

tant

o,de

ntro

dela

celd

aun

itaria

deN

aCl

debe

habe

rnú

mer

osig

uale

sde

ione

sN

a+y

Cl

Page 50: Los solidos

La e

stru

ctur

a cr

ista

lina

del c

loru

ro

de s

odio

Asimismo,laceldaunitaria

delCaCl 2

tendría

unCa2+porcada

dos

Cl

,etcétera.

Page 51: Los solidos

Figu

ra 6

Vis

ta d

e es

paci

o oc

upad

o de

las

celd

as u

nita

rias

cúbi

cas.

Sól

o se

mue

stra

la

porc

ión

de c

ada

átom

o qu

e pe

rten

ece

a la

ce

lda

unita

ria

Page 52: Los solidos

Figu

ra 7

Page 53: Los solidos

Fi

gura

7

Po

rció

nde

lare

dcr

ista

lina

delN

aCl,

que

ilust

rado

sfo

rmas

dede

finir

suce

lda

unita

ria.L

ases

fera

sm

orad

asre

pres

enta

nio

nes

Na,

yla

sve

rdes

,io

nes

Cl.

Las

línea

sro

jas

defin

enla

celd

aun

itaria

.En

(a)

hay

ione

sC

len

las

esqu

inas

dela

celd

aun

itaria

.En

(b)

hay

ione

sN

aen

las

esqu

inas

dela

celd

aun

itaria

.A

mba

sop

cion

espa

rala

celd

aun

itaria

son

acep

tabl

es;

las

dos

tiene

nel

mis

mo

volu

men

,y

enam

bos

caso

slo

spu

ntos

idén

ticos

está

ndi

spue

stos

enun

acom

odo

cúbi

coce

ntra

doen

las

cara

s

Page 54: Los solidos

Figu

ra 8

Page 55: Los solidos

Fi

gura

8

C

elda

unita

riade

NaC

len

laqu

ese

mue

stra

nlo

sta

mañ

osre

lativ

osde

los

ione

sN

a(m

orad

o)y

Cl(

verd

e).

Sólo

porc

ione

sde

lam

ayor

part

ede

los

ione

squ

edan

dent

rode

las

fron

tera

sde

lace

lda

unita

riase

ncill

a

Page 56: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2

D

eter

min

eel

núm

ero

neto

deio

nes

Na+

yC

len

lace

lda

unita

riade

NaC

l(Fi

gura

8).

Page 57: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2So

luci

ón

A

nális

is

D

ebem

ossu

mar

los

dive

rsos

elem

ento

squ

eco

ntrib

uyen

para

dete

rmin

arel

núm

ero

deio

nes

Na+

yC

len

lace

lda

unita

ria.

Page 58: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2So

luci

ón

Es

trat

egia

Pa

raha

llar

elnú

mer

oto

tal

deio

nes

deca

datip

o,de

bem

osid

entif

icar

las

dive

rsas

posi

cion

esde

ntro

dela

celd

aun

itaria

yde

term

inar

lafr

acci

ónde

lion

que

qued

ade

ntro

delo

slím

ites

dela

celd

aun

itaria

.

Page 59: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2So

luci

ón

R

esol

ució

n

H

ayun

cuar

tode

ion

Na+

enca

daar

ista

,un

Na+

ente

roen

elce

ntro

del

cubo

(rem

ítase

tam

bién

ala

figur

a7)

,un

octa

vode

ion

Cl

enca

daes

quin

ay

med

ioio

nC

len

cada

cara

.

Page 60: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2So

luci

ón

A

síte

nem

oslo

sigu

ient

e:

Na+

:

1

Na

por

aris

ta*

12 a

rista

s

3 N

a4

1

Na

por

cen

tro*

1 ce

ntro

1

Na

Page 61: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2So

luci

ón

C

l :

po

r esq

uina

*8

esqu

inas

1

Cl

Cl

1 po

r car

a *

6 ca

ras

3

2

Cl

Cl

Page 62: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2So

luci

ón

Portanto,laceldaunitariacontiene

4N

a4

y

Cl

Page 63: Los solidos

EJER

CICI

O T

IPO

2Co

mpr

obac

ión:

Elresultado

concuerda

con

laestequiometriadelcompuesto:

1 N

a1

y

Cl

Page 64: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

La

ses

truc

tura

squ

elo

ssó

lidos

cris

talin

osad

opta

nso

naq

uella

squ

epe

rmite

nel

cont

acto

más

íntim

oen

tre

las

part

ícul

as,a

finde

aum

enta

ralm

áxim

ola

sfu

erza

sde

atra

cció

nen

tre

ella

s.

Page 65: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

En

muc

hos

caso

s,la

spa

rtíc

ulas

que

cons

tituy

enlo

ssó

lidos

son

esfé

ricas

oca

sies

féric

as.

Page 66: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Ta

les

elca

sode

los

átom

osen

los

sólid

osm

etál

icos

.

Page 67: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Po

rta

nto,

resu

ltain

tere

sant

eco

nsid

erar

lafo

rma

enqu

ees

fera

sde

igua

lta

mañ

ose

pued

enem

paca

rde

lafo

rma

más

efic

ient

e(e

sto

es,c

onel

mín

imo

dees

paci

ova

cío)

.

Page 68: Los solidos

Figu

ra 7

(a

)Em

paqu

eta

m

ient

oco

mpa

cto

deun

aso

laca

pade

esfe

ras

deig

ualt

amañ

o.

Page 69: Los solidos

Figu

ra 7

(b

)En

laes

truc

tura

deem

paqu

etam

ient

oco

mpa

cto

hexa

gona

l,lo

sát

omos

dela

terc

era

capa

qued

andi

rect

amen

tear

riba

delo

sde

lapr

imer

aca

pa.E

lord

ende

las

capa

ses

AB

AB

.

Page 70: Los solidos

Figu

ra 7

(c

)En

laes

truc

tura

deem

paqu

etam

ient

oco

mpa

cto

cúbi

ca,

los

átom

osde

late

rcer

aca

pano

está

ndi

rect

amen

tear

riba

delo

sde

lapr

imer

aca

pa.E

nve

zde

ello

,est

ánun

poco

desf

asad

os,

yes

lacu

arta

capa

laqu

equ

eda

dire

ctam

ente

arrib

ade

lapr

imer

a.A

sí,

elor

den

dela

sca

pas

esA

BC

A.

Page 71: Los solidos

Figu

ra 7

Page 72: Los solidos

Figu

ra 7

Page 73: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

El

acom

odo

más

efic

ient

ede

una

capa

dees

fera

sde

igua

lta

mañ

ose

mue

stra

enla

figur

a7(

a).

Page 74: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

C

ada

esfe

raes

táro

dead

apo

rot

ras

seis

enla

capa

.Se

pued

eco

loca

run

ase

gund

aca

pade

esfe

ras

enla

sde

pres

ione

sde

lapr

imer

a,en

cim

ade

ella

.

Page 75: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Lu

ego

sepu

ede

agre

gar

una

terc

era

capa

sobr

ela

segu

nda

con

las

esfe

ras

asen

tada

sen

las

depr

esio

nes

dela

segu

nda

capa.

Page 76: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Si

nem

barg

o,ha

ydo

stip

osde

depr

esio

nes

para

esta

terc

era

capa

,y

dan

pie

adi

fere

ntes

estr

uctu

ras,

com

ose

mue

stra

enla

figur

a7(

b)y

(c).

Page 77: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Si

las

esfe

ras

dela

terc

era

capa

seco

loca

nal

inea

das

con

las

dela

prim

era,

com

oen

lafig

ura

7(b)

,la

estr

uctu

rase

deno

min

aem

paqu

etam

ient

oco

mpa

cto

hexa

gona

l.

Page 78: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

La

terc

era

capa

repi

tela

prim

era,

lacu

arta

repi

tela

segu

nda,

yas

ísu

cesi

vam

ente

para

dar

una

secu

enci

ade

capa

squ

ede

nota

mos

con

AB

AB

.

Page 79: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Po

rot

rola

do,

las

esfe

ras

dela

terc

era

capa

sepu

eden

colo

car

dem

odo

que

noqu

eden

exac

tam

ente

arrib

ade

las

esfe

ras

dela

prim

era

capa

.

Laes

truc

tura

resu

ltant

e,qu

ese

mue

stra

enla

figur

a7(

c),

sede

nom

ina

deem

paqu

etam

ient

oco

mpa

cto

cúbi

co.

Page 80: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Enestecaso

eslacuartacapa

laquerepitelaprimera,ylasecuencia

decapasesABCA.

Aunqueno

puedeverseen

lafigura

7(c),laceldaunitariadelaestructura

deempaquetamiento

compacto

cúbica

escúbica

centrada

enlas

caras.

Page 81: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

En

las

dos

estr

uctu

ras

deem

paqu

etam

ient

oco

mpa

cto,

cada

esfe

ratie

ne12

veci

nas

más

cerc

anas

equi

dist

ante

s:se

isen

unpl

ano,

tres

arrib

ade

ese

plan

oy

tres

abaj

o.

Page 82: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

D

ecim

osqu

eca

daes

fera

tiene

unnú

mer

ode

coor

dina

ción

de12

.

Page 83: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

El

núm

ero

deco

ordi

naci

ónes

elnú

mer

ode

part

ícul

asqu

ero

dean

inm

edia

tam

ente

aun

apa

rtíc

ula

enla

estr

uctu

racr

ista

lina.

Page 84: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

En

ambo

stip

osde

empa

quet

amie

nto

com

pact

o,el

74%

del

volu

men

tota

lde

laes

truc

tura

está

ocup

ado

por

esfe

ras;

el26

%es

espa

cio

vací

oen

tre

las

esfe

ras.

Page 85: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

En

com

para

ción

,cad

aes

fera

dela

estr

uctu

racú

bica

cent

rada

enel

cuer

potie

neun

núm

ero

deco

ordi

naci

ónde

8,y

sólo

el68

%de

lesp

acio

está

ocup

ado.

Page 86: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

En

laes

truc

tura

cúbi

casi

mpl

e,el

núm

ero

deco

ordi

naci

ónes

6,y

sólo

el52

%de

les

paci

oes

táoc

upad

o.

Page 87: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Si

esfe

ras

deta

mañ

ode

sigu

ales

tán

empa

cada

sen

una

red,

las

part

ícul

asgr

ande

sa

vece

sas

umen

uno

delo

sac

omod

osde

empa

quet

amie

nto

com

pact

o,y

las

part

ícul

aspe

queñ

asoc

upan

los

huec

osen

tre

las

esfe

ras

gran

des.

Page 88: Los solidos

Empa

quet

amie

nto

com

pact

o de

esf

eras

Po

rej

empl

o,en

elLi

2Olo

sio

nes

óxid

o,m

ásgr

ande

s,ad

opta

nun

aes

truc

tura

deem

paqu

etam

ient

oco

mpa

cto

cúbi

co,

ylo

sio

nes

Li,

más

pequ

eños

,oc

upan

las

cavi

dade

spe

queñ

asqu

eex

iste

nen

tre

los

ione

sóx

ido.

Page 89: Los solidos

Enla

ces

en lo

s só

lidos

La

spr

opie

dade

sfís

icas

delo

ssó

lidos

cris

talin

os,c

omo

supu

nto

defu

sión

ysu

dure

za,

depe

nden

tant

ode

lac

omod

ode

las

part

ícul

asco

mo

dela

sfu

erza

sde

atra

cció

nen

tre

ella

s.

Page 90: Los solidos

Enla

ces

en lo

s só

lidos

Page 91: Los solidos

Figu

ra 8

C

ompa

raci

ónde

los

punt

osde

fusi

óny

deeb

ullic

ión

delb

ence

no,e

lto

luen

oy

elfe

nol.

Page 92: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

Lo

ssó

lidos

mol

ecul

ares

cons

iste

nen

átom

oso

mol

écul

asun

idos

por

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

(fuer

zas

dipo

lo-d

ipol

o,fu

erza

sde

disp

ersi

ónde

Lond

ony

puen

tes

dehi

dróg

eno)

.

Page 93: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

D

ado

que

esta

sfu

erza

sso

ndé

bile

s,lo

ssó

lidos

mol

ecul

ares

son

blan

dos.

Page 94: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

Ade

más

,est

ossó

lidos

suel

ente

ner

punt

osde

fusi

ónre

lativ

amen

teba

jos

(por

lore

gula

rde

men

osde

200º

C).

Page 95: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

C

asit

odas

las

sust

anci

asqu

eso

nga

ses

olíq

uido

sa

tem

pera

tura

ambi

ente

form

ansó

lidos

mol

ecul

ares

ate

mpe

ratu

ras

baja

s.

Com

oej

empl

ospo

dem

osci

tar

aA

r,H

2Oy

CO

2.

Page 96: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

La

spr

opie

dade

sde

los

sólid

osm

olec

ular

esno

sólo

depe

nden

dela

inte

nsid

adde

las

fuer

zas

que

actú

anen

tre

las

mol

écul

as,

sino

tam

bién

dela

capa

cida

dde

las

mol

écul

aspa

raem

paca

rse

defo

rma

efic

ient

een

tres

dim

ensi

ones

.

Page 97: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

Porejemplo,elbenceno(C

6H6)es

una

molécula

plana

altamente

simétrica.

Elbenceno

tiene

unpuntode

fusión

más

alto

que

eltolueno,

uncompuesto

enelqueunode

los

átomosdehidrógenodelbencenoha

sido

sustituidoporun

grupoCH3

(Figura8).

Page 98: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

La

men

orsi

met

ríade

las

mol

écul

asde

tolu

eno

evita

que

seem

paqu

ende

form

ata

nef

icie

nte

com

ola

sde

benc

eno.

En

cons

ecue

ncia

,la

sfu

erza

sin

term

olec

ular

esqu

ede

pend

ende

unco

ntac

toín

timo

noso

nta

nef

icac

es,

yel

punt

ode

fusi

ónes

más

bajo

.

Page 99: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

En

cont

rast

e,el

punt

ode

ebul

lició

nde

ltol

ueno

esm

ásal

toqu

eel

del

benc

eno,

loqu

ein

dica

que

las

fuer

zas

deat

racc

ión

inte

rmol

ecul

ares

son

may

ores

enel

tolu

eno

líqui

doqu

een

elbe

ncen

olíq

uido

.

Page 100: Los solidos

Sólid

os m

olec

ular

es

Lo

spu

ntos

defu

sión

yde

ebul

lició

nde

lfe

nol,

otro

benc

eno

sust

ituid

oqu

ese

mue

stra

enla

figur

a8,

son

ambo

sm

ásal

tos

que

los

del

benc

eno

aca

usa

dela

capa

cida

dpa

rafo

rmar

puen

tes

dehi

dróg

eno

delg

rupo

OH

delf

enol

.

Page 101: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

Lo

ssó

lidos

dere

dco

vale

nte

cons

iste

nen

átom

osun

idos

engr

ande

sre

des

oca

dena

sm

edia

nte

enla

ces

cova

lent

es.

Page 102: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

Pu

esto

que

los

enla

ces

cova

lent

esso

nm

ucho

más

fuer

tes

que

las

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

,es

tos

sólid

osso

nm

ucho

más

duro

sy

tiene

nun

punt

ode

fusi

ónm

ásal

toqu

elo

ssó

lidos

mol

ecul

ares

.

Page 103: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

El

diam

ante

yel

graf

ito,

dos

alót

ropo

sde

lcar

bono

son

sólid

osde

red

cova

lent

e.O

tros

ejem

plos

incl

uyen

elcu

arzo

,Si

O2,

elca

rbur

ode

silic

io,S

iC,y

elni

trur

ode

boro

,BN

.

Page 104: Los solidos

Figu

ra 9

Fi

gura

9Es

truc

tura

sde

(a)d

iam

ante

y(b

)gr

afito

.Elc

olor

azul

en(b

)se

añad

iópa

rade

stac

arla

plan

arid

adde

las

capa

sde

carb

ono

Page 105: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

Fi

gura

9Es

truc

tura

sde

(a)

diam

ante

y(b

)gra

fito.

Elco

lora

zul

en(b

)se

añad

iópa

rade

stac

arla

plan

arid

adde

las

capa

sde

carb

ono

Page 106: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

En

eldi

aman

te,

cada

átom

ode

carb

ono

está

unid

oa

otro

scu

atro

átom

osde

carb

ono

com

ose

mue

stra

enla

figur

a9(

a)

Page 107: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

Es

tam

atriz

trid

imen

sion

alin

terc

onec

tada

defu

erte

sen

lace

sse

ncill

osca

rbon

o-ca

rbon

oco

ntrib

uye

ala

inus

itada

dure

zade

ldia

man

te.

Page 108: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

Lo

sdi

aman

tes

degr

ado

indu

stria

lse

empl

ean

enla

sho

jas

desi

erra

spa

ralo

str

abaj

osde

cort

em

ásex

igen

tes.

Page 109: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

El

diam

ante

tam

bién

tiene

unel

evad

opu

nto

defu

sión

,355

0ºC

.

Page 110: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

En

elgr

afito

,lo

sát

omos

deca

rbon

oes

tán

disp

uest

osen

capa

sde

anill

oshe

xago

nale

sin

terc

onec

tado

sco

mo

sem

uest

raen

laFi

gura

9(b)

.

Page 111: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

C

ada

átom

ode

carb

ono

está

unid

oa

otro

str

esde

laca

pa.

Ladi

stan

cia

entr

eca

rbon

osad

yace

ntes

enel

plan

o,1.

42Å

,es

muy

cerc

ana

ala

dist

anci

aC

-Cen

elbe

ncen

o,1.

395Å.

Page 112: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

D

ehe

cho,

los

enla

ces

sepa

rece

na

los

del

benc

eno,

con

enla

ces

desl

ocal

izad

osqu

ese

extie

nden

sobr

ela

sca

pas

Page 113: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

Lo

sel

ectr

ones

sem

ueve

nlib

rem

ente

por

los

orbi

tale

sde

sloc

aliz

ados

,yes

toha

cequ

eel

graf

itose

aun

buen

cond

ucto

rde

lael

ectr

icid

ada

lola

rgo

dela

sca

pas.

(Si

elle

ctor

algu

nave

zha

desa

rmad

oun

aba

tería

delin

tern

a,sa

brá

que

elel

ectr

odo

cent

ral

dela

bate

ríaes

táhe

cho

degr

afito

.)

Page 114: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

La

sca

pas,

sepa

rada

s3.

41Å

,se

man

tiene

nun

idas

por

débi

les

fuer

zas

dedi

sper

sión

.

Page 115: Los solidos

Sólid

os d

e re

d co

vale

nte

La

sca

pas

sede

sliz

anfá

cilm

ente

unas

sobr

eot

ras

cuan

dose

frot

an,

loqu

eha

cequ

ela

sust

anci

ase

sien

tagr

asos

a.El

graf

itose

utili

zaco

mo

lubr

ican

tey

para

fabr

icar

la“p

until

la”

delo

slá

pice

s.

Page 116: Los solidos

Sólid

os ió

nico

s

Lo

ssó

lidos

ióni

cos

cons

iste

nen

ione

squ

ese

man

tiene

nun

idos

pore

nlac

esió

nico

s.

Page 117: Los solidos

Sólid

os ió

nico

s

La

fuer

zade

unen

lace

ióni

code

pend

een

gran

med

ida

dela

sca

rgas

delo

sio

nes.

Así

,el

NaC

l,en

elqu

elo

sio

nes

tiene

nca

rgas

de1

y1,

tiene

unpu

nto

defu

sión

de80

1ºC

,mie

ntra

squ

eel

MgO

,en

elqu

ela

sca

rgas

son

2y

2,fu

nde

a28

52ºC

.

Page 118: Los solidos

Sólid

os ió

nico

s

La

ses

truc

tura

sde

los

sólid

osió

nico

ssi

mpl

esse

pued

encl

asifi

car

enun

oscu

anto

stip

osbá

sico

s.La

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