SÓLIDOS CRISTALINOS Y SÓLIDOS AMORFOS

“SÓLIDOS CRISTALINOS Y SÓLIDOS AMORFOS”

González González Aarón

División de Ciencias Básicas e Ingenierías

Ingeniería Metalúrgica

Distrito Federal, México

Resumen

La estructura de un sólido puede clasificarse en cristalino o amorfo. Un sólido amorfo, como el vidrio, no tiene un orden definido y repetido, en sus moléculas o átomos. Un sólido cristalino, como el hielo, posee un ordenamiento estricto y regular; es decir, sus átomos, moléculas o iones, ocupan posiciones fijas y ordenas. Con este ordenamiento, las fuerzas de atracción intermoleculares son máximas. La fuerzas de atracción que mantienen la estabilidad de un cristal pueden ser iónicos, covalentes, de van der Waals, de puentes de hidrógeno, o una combinación de ellas.

Palabras clave: sólido, cristalino, amorfo, vidrio, átomos, moléculas, posiciones, ordenamiento, estabilidad.

Abstract

The structure can be classified into solid crystalline or amorphous. An amorphous, like glass, it has a definite order and repeated in its molecules or atoms. A crystalline solid, as ice, has strict and regular arrangement; that is, the atoms, molecules or ions, occupy fixed positions, and you order. With this arrangement, the intermolecular attractive forces are greatest. The attractive forces that maintain the stability of a glass can be ionic, covalent, van der Waals, hydrogen bonding, or a combination thereof.

Keywords: solid, crystalline, amorphous, glass, atoms, molecules, positions, order, stability.

Introducción

Las sustancias solidas se clasifican con frecuencia en amorfas o cristalinas.

¿Qué diferencia existe entre un caso y otro? Un sólido cristalino es aquel en el que microscópicamente sus átomos, moléculas o iones guardan un orden repetitivo simétrico formando unidades geométricas estructurales y repetitivas. Los amorfos por otra parte, no muestran un agrupamiento de unidades estructurales en forma periódica y regular; se puede decir que en todos los átomos, iones o moléculas, se encuentran colocados “al azar”.

¿Variaran las propiedades de estos materiales por el hecho de tener una configuración ordenada o desordenada según el caso? Desde luego que sí, se tienen por ejemplo que las sustancias cristalinas como el hielo, cloruro de sodio o hierro, solidifican a una temperatura constante y bien definida, mientras que los amorfos como el vidrio, asfalto o los polímeros lo hacen en un “intervalo” de temperaturas, notándose en el caso de dichos materiales un incremento notable en su viscosidad al disminuir la temperatura hasta que la viscosidad es la propia de un sólido. La temperatura a la que esto ocurre se le llama temperatura de transición vítrea. En el caso de los materiales cristalinos, el líquido se transforma en solido sin que aumente la viscosidad a la temperatura de solidificación. Otras propiedades se ven también afectadas son, por ejemplo: la resistividad eléctrica y térmica, que aumentan para los amorfos en relación a sus correspondientes cristalinos. [1]

Un material cristalino puede transformarse en amorfo y viceversa mediante un cambio de presión y de la temperatura. Una sustancia amorfa puede adquirir características locales de cristalinidad como sucede en el vidrio, que puede cristalizar cuando permanece largo tiempo en reposo o por un calentamiento local.

También el hule natural al ser estirado muestra un comportamiento cristalino al ser analizado mediante rayos X. Pero, ¿puede una sustancia cristalina acomodar sus átomos de distintas formas? Si, muchas sustancias tienen una única forma de ordenar sus átomos, pero una gran variedad de ellos presentan más de una forma, estos cambios ocurren normalmente por cambios en la temperatura y/o la presión.

La presencia de una sustancia en más de una forma estructural se conoce como polimorfismo, así el carbono existe bajo las formas de diamante y grafito, el carbonato de calcio como calcita y aragonito, mientras que el azufre se presenta en una amplia variedad de formas. El polimorfismo de elementos como el azufre se conoce como alotropía, esto significa que el cambio ocurre reversiblemente entre las distintas formas. Sin embargo, con frecuencia el cambio de

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