Practica No. 2 Estado Solido (Cristales) laboratorio de Química Básica IPN ESIME INTRODUCCION

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. 

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.  Zacatenco.

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica.

Laboratorio de Química Básica.

Práctica No. 2.

Estado Sólido (Cristales).

Grupo.- 1CM5.                Equipo 1.

Integrantes:

Alvarado Martínez Carlos Arturo.

Campos Sanabria José Daniel.

Pérez Martínez Iván Abraham.

Villanueva Cruz José Alberto.

Práctica elaborada el jueves 8 de octubre del 2015.

Profesor: Betanzos Cruz Abel.

INDICE

Objetivo ……………………………………………………………. 1

Consideraciones teóricas…………………………………… 1

Materiales y reactivos……………………………………….. 6

Desarrollo experimental……………………………………. 6

Diagramas de bloques………………………………………. 7

Cuestionario…………………………………………………….. 8

Observaciones……………………………………………….... 10

Conclusiones……………………………………………………. 11

Bibliografía………………………………………………………. 12

OBJETIVO

EL alumno identificara los diferentes sistemas de cristalización.

CONSIDERACIONES TEORICAS

Estructuras de los Sólidos.

Los sólidos pueden ser cristalinos o amorfos (no cristalinos). En un sólido cristalino los átomos, iones o moléculas se encuentran ordenados en arreglos tridimensionales bien definidos. Estos sólidos tienes por lo regular superficies planas, o caras, que forman ángulos definidos entre una y otra. Las pilas ordenadas de partículas que producen estas caras también ocasionan que los sólidos tengan formas muy regulares. El cuarzo y el diamante son sólidos cristalinos.

Un sólido amorfo (del griego  “sin forma”) es un sólido cuyas partículas no tienen una estructura ordenada. Estos sólidos crecen de caras y formas bien definidas. Muchos sólidos amorfos son mezclas de partículas que no se apilan bien. Casi todos los demás están compuestos por moléculas grandes y complejas. Algunos sólidos amorfos conocidos son el hule y el vidrio.

Debido a que las partículas de un sólido amorfo carecen de cualquier orden de largo alcance, las fuerzas intermoleculares varían en intensidad de un ponto a otro de una muestra. En cambio, se ablandan en cierto intervalo de temperatura conforme se superan las fuerzas intermoleculares de distintas intensidades. En contraste, un sólido cristalino, se funde a una temperatura específica.

Los sólidos no pueden contenerse tan bien como las unidades mucho más sencillas de la materia, los átomos y las moléculas. Sin embargo, existen algunas características simplificadoras de los sólidos que permiten una considerable comprensión acerca de su naturaleza. Una de estas características es la regularidad en la estructura de todos los sólidos cristalinos, a consecuencia de la cual un macro cristal completo consta de una repetición tridimensional de una unidad básica de átomos, iones o moléculas agrupados de una forma fija.[pic 3]

Cristales.

El agrupamiento de las partículas más sencillas dentro de un ensamble cristalino se llama red cristalina. Cada red cristalina es un empaque tridimensional de bloques idénticos llamados celdas unitarias. Las propiedades de todo el cristal, incluyendo su simetría global, pueden entenderse en función de la celda unitaria.

La descripción de los cristales se sistematizado mediante el hallazgo  matemático de que existe un número bastante pequeño de distribuciones de puntos idénticos, 14 para ser específicos, que llenan los requerimientos de que el agrupamiento, extendido mediante simple translación, pueda llenar todo el espacio tridimensional. Estos 14 agrupamientos se les llaman redes de Bravais. 

Las tres redes de Bravais que tienes simetría cúbica son: la cúbica sencilla, la cúbica centrada en las caras y la cúbica centrada en el cuerpo. Donde, en realidad, los puntos de la red (vértices de los cubos y centros de los lados o caras) representan los centros de los átomos o iones que ocupan la red cristalina. Los átomos o iones en sí mismos no son puntos, sino objetos tridimensionales, que generalmente están en contacto entre sí. La longitud del lado del cubo se designa mediante a. Un cristal que tenga cualquiera de estas tres redes cristalinas puede imaginarse como un empaque tridimensional de celdas unitarias cúbicas, empacadas cara con cara de forma que llenan todo el espacio ocupado por el cristal.

Las clases cristalinas menos simétricas que la cubica tienen celdas unitarias que puedes imaginarse como formadas por cubos más o menos distorsionados, las caras opuestas de los cuales son paralelas entre sí. (El nombre de esta forma geométrica general es paralelepípedo.) Por lo tanto, los cristales que tienen simetría hexagonal, como la nieve (hielo), tienen celdas unitarias que son prismas con un eje vertical perpendicular a una base romboédrica, cuyos lados iguales están a 60° y 120° entre sí.

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Tipos de Sólidos Cristalinos.

1)

Tipo de sólido.- Molecular.

Forma de las partículas unitarias.- Átomos 0 moléculas.

Fuerza entre las partículas.- Fuerza de dispersión de London, fuerzas dipolo- dipolo, enlaces por puente de hidrógeno.

Propiedades.- Bastante blando, punto de fusión que varía de bajo a moderadamente alto, baja conductividad térmica y eléctrica.

Ejemplos.- Argón, Ar; metano, CH4; sacarosa, C12H220U; hielo seco, C 02.

2)

Tipo de sólido.- Red covalente.

Forma de las partículas unitarias.- Átomos conectados en una red de enlaces covalentes.

Fuerza entre las partículas.- Enlaces covalentes.

Propiedades.- Muy duro, punto de fusión muy elevado, conductividad térmica y eléctrica variables.

Ejemplos.- Diamante, C; cuarzo, SiO.

3)

Tipo de sólido.-Iónico.

Forma de las partículas unitarias.- Iones positivos y negativos.

Fuerza entre las partículas.- Atracciones electrostáticas.

Propiedades.- Duro y quebradizo, punto de fusión elevado, baja conductividad térmica y eléctrica.

Ejemplos.- Sales típicas; por ejemplo, NaCl,Ca(N03)2

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4)

Tipo de sólido.- Metálico.

Forma de las partículas.- Átomos.

Fuerza entre partículas.- Enlaces metálicos.

Propiedades.- Varían de blandos a muy duros, punto de fusión que va de bajo a muy elevado, excelente conductividad térmica y eléctrica, maleable y dúctil.

Ejemplos.- Todos los elementos metálicos; por ejemplo, Cu, Fe, Al, Pt.

Redes de Bravais.

Cuando los planos reticulares se superponen se generan catorce celdas distintas conocidas como las Redes de Bravais. En honor a su descubridor en 1948.

Existen 230 formas cristalinas posibles, en base a su simetría estas formas se agrupan en 32 clases, que a su vez están incluidas en siete sistemas (siete diferentes clases de celdas unitarias). Todos los cristales que pertenecen a un sistema particular se caracterizan por el hecho de que aunque a veces carecen de algún elemento de simetría, se hayan referidos a un conjunto particular de ejes cristalográficos que difieren de un sistema a otro en longitud e inclinación entre sí, estos cristalinos son los siguientes:

Cubico
Tetragonal
Hexagonal
Rómbico
Romboédrico
Monoclínico
Triclínico

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Leyes Cristalográficas.

1° Ley de los ángulos constantes  diedros.

        No importa el tamaño del cristal, sus ángulos siempre son iguales.

2° Ley de racionalidad de los índices.

Establece que la relación entre los parámetros de todas las caras existentes en un cristal sobre los tres ejes, siempre da números racionales.

3° Ley de la constancia de la simetría.

Establece que en un cristal el grado de simetría  que presenta un conjunto formado por cualquiera de sus caras, permanece invariable aunque se combine con otra.

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