ESTRUCTURAS CRISTALINAS Y AMORFAS

LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

ASIGNATURA QUÍMICA

SECCIÓN:009

ESTRUCTURAS CRISTALINAS Y AMORFAS

INTEGRANTES:

ARIANA LOPEZ

C.I.25.202.071

ISAURO PAZ

C.I 20.944.373

YORJAN CAMARGO

C.I.22.149.758

Maracaibo, Septiembre 2012

CONTENIDO

1.-Estructuras cristalinas

1.1.-Solidos iónicos

1.2.-Solidos covalentes

1.3.-Solidos moleculares

1.4.-Solidos metálicos

2.-Estructuras amorfas

INTRODUCCIÓN

La mayor parte de sólidos se componen de ordenamientos de partículasque vibran en torno a posiciones fijas en sus estructuras. Estos sólidos se denominan sólidos cristalinos.Algunos sólidos, denominados amorfos, no tienen estructuras ordenadas y bien definidas. Losvidrios se consideran sólidos amorfos o líquidos súperenfriados, ya que fluyen aunque con suma lentitud.

Los sólidos cristalinos se fragmentan a lo largo de los planos de la red cristalina, por lo que losfragmentos mantienen similares ángulos interfaciales y características estructurales. Los sólidos amorfosse rompen de forma irregular dando bordes disparejos y ángulos irregulares. Los sólidos cristalinostienen puntos de fusión bien definidos, mientras que los amorfos pueden fundir a temperaturas diferentesen las diversas porciones de la muestra, al irse venciendo las diferentes fuerzas intermoleculares.

A continuación se presenta un trabajo, donde se explica y amplían en que consisten las estructura cristalinas y las amorfas.

1.-ESTRUCTURAS CRISTALINAS

La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas e iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.

La estructura cristalina la adquieren los metales sólidos y la mayoría de los minerales.

Las redes cristalinas corresponden a una disposición de puntos en el espacio con la propiedad de tener simetría traslacional. Esto quiere decir que cada punto de la red se puede obtener de otro punto mediante una traslación.Las redes cristalinas se pueden racionalizar introduciendo el concepto de celda unitaria, la cual es un paralelepípedo que por traslación de sí mismo genera completamente la red cristalina

Tipos de cristales

Un cristal puede ser definido como un sólido compuesto de átomos arreglados en orden, en un modelo de tipo repetitivo. La distancia interatómica en un cristal de cualquier material definido es constante y es una característica del material. Debido a que el patrón o arreglo de los átomos es repetido en todas direcciones, existen restricciones definidas en el tipo de simetría que el cristal posee.

La forma geométrica de los cristales es una de las características de cada sal pura o compuesto químico, por lo que la ciencia que estudia los cristales en general, la cristalografía, los ha clasificado en siete sistemas universales de cristalización:

Sistema Cúbico

Las sustancias que cristalizan bajo este sistema forman cristales de forma cúbica, los cuales se pueden definir como cuerpos en el espacio que manifiestan tres ejes en ángulo recto, con “segmentos”, “látices”, ó aristas” de igual magnitud, que forman seis caras o lados del cubo. A esta familia pertenecen los cristales de oro, plata, diamante, cloruro de sodio, etc.

Sistema Monoclínico

Presentan tres ejes en el espacio, pero sólo dos en ángulo recto, con ningún segmento igual, como es el caso del bórax y de la sacarosa.

Sistema Triclínico

Presentan tres ejes en el espacio, ninguno en ángulo recto, con ningún segmento igual, formando cristales ahusados como agujas, como es el caso de la cafeína.

Sistema Hexagonal

Presentan cuatro ejes en el espacio, tres de los cuales son coplanares en ángulo de 60°, formando un hexágono bencénico y el cuarto en ángulo recto, como son los cristales de zinc, cuarzo, magnesio, cadmio, etc.

Sistema Romboédrico

Presentan tres ejes de similar ángulo entre si, pero ninguno es recto, y segmentos iguales, como son los cristales de arsénico, bismuto y carbonato de calcio y mármol.

Las estructuras y propiedades de los cristales, como punto de fusión, densidad y dureza están determinadas por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las partículas. Se clasifican en: iónico, covalente, molecular o metálico.

1.1.-Solidos Iónicos

Los sólidos iónicos están formados por iones unidos por fuerzas eléctricas intensas (enlaces iónicos) entre iones contiguos con cargas opuestas (cationes y aniones). En estas sustancias no hay moléculas sencillas e individuales; en cambio, los iones permanecen en una ordenación repetitiva y regular formando una red continua.

Los sólidos iónicos están formados por disposiciones infinitas de iones positivos y negativos, que semantienen unidos por fuerzas electrostáticas (enlace iónico). Cada ion tiende a rodearse del máximonúmero de iones del signo contrario (máxima compactación), dando estructuras en las que el número decationes y aniones debe ser el adecuado para mantener la neutralidad eléctrica. El número de coordinación de un ion en un sólido iónico es el número de iones de cargaopuesta que tiene más próximos.

Propiedades de los Solventes Iónicos:

Debido a su estructura, los sólidos iónicos tienen las siguientes propiedades

• No son volátiles y tienen un punto de fusión alto (normalmente entre 600 °C y 2.000 °C). Para fundir el sólido deben romperse los enlaces iónicos, separando unos de otros los iones con cargas opuestas. Los iones adquieren energía cinética suficiente para que esto ocurra solamente a temperaturas elevadas.

• Como consecuencia de esta estricta localización de los electrones, los sólidos iónicos no conducen la corriente eléctrica, por lo que son aislantes.

• Sus altos puntos de fusión y ebullición obedecen a la alta energía necesaria para romper las uniones electrostáticas entre cationes y aniones en las tres direcciones del espacio de la red tridimensional.

• Los sólidos iónicos son duros, aunque en comparación con los sólidos metálicos, son menos densos, menos duros, más quebradizos y más frágiles.

• Los sólidos iónicos no son tan elásticos y plásticos como los metales y aleaciones, es decir, no son fácilmente mecanizables.

• Por otra parte, los sólidos iónicos son típicamente solubles en disolventes polares como el agua. Muchos compuestos iónicos, pero no todos (p. ej., el NaCl pero no el CaCO3), son solubles en agua.

Un ejemplo de Sustancia Iónicases el cloruro de sodio o sal común

La sal común (NaCl), minerales como la fluorita (CaF2) o los óxidos de los metales. En el cloruro de sodio o la sal común los iones Na+ (cationes) y los iones Cl- (aniones), unidos por fuerzas eléctricas debidas a su carga opuesta, forman una red tridimensional cúbica en la que cada ion Cl- está rodeado por seis iones Na+ y cada ion Na+ por seis iones Cl-.

Estructura del Cloruro de sodio

Estructura de los cristales iónicos.

• Como sucede en cualquier sólido cristalino, los cationes y aniones de un sólido iónico se disponen ordenadamente en una red cristalina.

• Cada catión debe agrupar a su alrededor (preferiblemente en contacto) el máximo número posible de aniones; por otra parte, cada anión debe hacer lo propio con los cationes (máximo número coordinación posible para ambos iones).

• El modelo de empaquetamiento compacto de esferas trabaja con capas compactas de esferas dispuestas unas sobre otras. Este modelo es muy útil y eficaz para sistematizar y clasificar las estructuras más corrientes y usuales de los sólidos iónicos.

Existen otros tipos de empaquetamiento que utilizan también el espacio con una alta eficiencia. La estructura cúbica centrada en el cuerpo (cc) posee punto reticulares en el centro y vértices de un cubo, y el número de coordinación para cada átomo es 8. La estructura cúbica primitiva (P) , los átomos ocupan los vértices de un cubo como puntos reticulares, y su número de coordinación es seis.

1.2.-Solidos Covalentes

Los sólidos covalentes son aquellos unidos mediante enlaces covalentes, puentes de hidrogeno, fuerzas de dispersión o fuerzas dipolares, estos no tienen carácter eléctrico y son de menor intensidad que los enlaces iónicos , correspondes a los anhidros, compuestos especiales, ácidos , etc, no todos son sólidos a temperatura ambiental , pueden ser líquidos y gases también Los sólidos covalentes están formados por átomos covalentemente unidos a sus inmediatos vecinos.

La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la compartición de electrones entre dos átomos. Cada par de electrones que se comparten es un enlace.Este tipo

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