Tipos De sólidos

Introducción

Un cuerpo sólido es uno de los cinco estados de agregación de la materia (siendo los otros gas, líquido, plasma y el Bose-Einstein), se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Sus partículas se encuentran juntas y correctamente ordenadas. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas. Existen varias disciplinas que estudian los sólidos:

• La física del estado sólido estudia de manera experimental y teórica la materia condensada, es decir, de líquidos y sólidos que contengan más de 1019 átomos en contacto entre sí1

• La mecánica de sólidos deformables estudia propiedades microscópicas desde la perspectiva de la mecánica de medios continuos (tensión, deformación, magnitudes termodinámicas, &c.) e ignora la estructura atómica interna porque para cierto tipo de problemas esta no es relevante.

• La ciencia de los materiales se ocupa principalmente de propiedades de los sólidos como estructura y transformaciones de fase.

• La química del estado sólido se especializa en la síntesis de nuevos materiales.

Manteniendo constante la presión a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida y encontrándose entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas. Esto confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente rígidos, incompresibles (que no pueden ser comprimidos), duros y resistentes. Poseen volumen constante y no se difunden, ya que no pueden desplazarse.

Tipos de sólidos

• Moleculares

Si las partículas son moléculas, se trata de un sólido molecular, las moléculas se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, que son muy débiles y poco dirigidas, por lo que los sólidos moleculares son blandos y tienen puntos de fusión y ebullición bajos.

Son aquellos en los que los nudos reticulares esta ocupados por moléculas, los enlaces intramoleculares son covalentes y en general mucho más fuertes que los intermoleculares pues estos últimos solo son atracciones dipolo-dipolo o debidos a fuerzas de Van der Waals. Estos sólidos son en general blandos ya que es relativamente fácil desplazar las moléculas de unos lugares a otros, no son buenos conductores de la electricidad. La mayoría de las sustancias gaseosas a la temperatura ambiente originan por enfriamiento sólidos moleculares.

Ejemplos en la ingeniería civil:

• Iónicos

Si las partículas son iones se pueden originar dos tipos de sólidos: sólidos iónicos o sólidos metálicos.

Los sólidos iónicos están formados por iones positivos y negativos alternos, que se atraen por tener cargas opuestas. Como la atracción eléctrica es fuerte, los sólidos son duros, pero frágiles y no conducen la electricidad.

Así mismo son aquellos donde las unidades que ocupan los nudos son iones positivos y negativos, aquí las fuerzas de atracción son precisamente las electroestáticas existentes entre la carga negativa y la positiva, esta fuerza es muy alta y eso explica los puntos de fusión tan elevados en este tipo de sólidos. En el estado sólido los iones no se desplazan con facilidad por lo que son malos conductores de la electricidad, sin embargo cuando ellos se funden se vuelven buenos conductores.

Ejemplos en la ingeniería civil: fluorita, óxido de hierro.

• Metálicos

Si las partículas son iones se pueden originar dos tipos de sólidos: sólidos iónicos o sólidos metálicos. Los sólidos metálicos están formados por iones positivos rodeados deelectrones, esto hace que sean buenos conductores de la electricidad, así como duros y tenaces, con altos puntos de fusión y ebullición.

Los sólidos con enlace metálico puro son dúctiles y, en

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