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Generalidades sobre Slidos Prof. Sergio Casas-Cordero E.

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Propiedades de las sustancias Caractersticas de los slidos de red covalente - Los tomos estn unidos por una red continua de enlaces covalentes. - Malos conductores elctricos. - Insolubles en todos los disolventes comunes. - Puntos de fusin muy elevados ( 1000C) - Ejemplos comunes: C (grafito/diamante) P f = 3500 C Cuarzo (Silicatos: SiO 2, SiO 3 2-, Si 4 O 10 4-,..)

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Caractersticas de los slidos inicos Se mantienen unidos por fuerzas electrostticas intensas entre iones contiguos con cargas opuestas. (NaCl, MgO, Na 2 CO 3,...) Muchos compuestos inicos son solubles en agua y disolventes polares. (Son insolubles en disolventes apolares) No conducen la electricidad, puesto que los iones tienen posiciones fijas en la estructura slida. Sin embargo son buenos conductores cuando estn fundidos o disueltos en agua. No son voltiles y tienen un punto de fusin alto. Propiedades de las sustancias

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Caractersticas de los slidos metlicos -Las unidades estructurales son los electrones y cationes. M + e - M + e - M + e - - Conductividad elctrica elevada (e - mviles) - Conductividad trmica alta. - Dctiles (cables) y maleables (lminas) - Brillo. (reflejan la luz) - Puntos de fusin muy variados (-39C (Hg) hasta 3419C(W)) - Insoluble en agua y otros disolventes comunes. El nico metal lquido es el Hg, que disuelve a otros metales formando disoluciones llamadas amalgamas.

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Estructuras cristalinas Los cristales tienen formas geomtricas definidas debido a que los tomos o iones, estn ordenados segn un patrn tridimensional definido. Mediante la tcnica de difraccin de Rayos X, podemos obtener informacin bsica sobre las dimensiones y la forma geomtrica de la celda unidad, la unidad estructural ms pequea, que repetida en las tres diemensiones del espacio nos genera el cristal. Celda unidad

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Celdas unidad en el sistema cristalino cbico Cbica sencilla Cbica centrada en el cuerpo Cbica centrada en las caras Estructuras cristalinas

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Empaquetamiento hexagonal compacto

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Tipos de huecos Huecos octadricos Huecos tetradricos Estructuras cristalinas

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N de coordinacin Hexagonal compacto Cbico compacto

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Estructuras cristalinas Cloruro de Cesio - C.U: cbica centrada en el cuerpo - N de coordinacin para ambos iones es 8

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Cloruro de Sodio Estructuras cristalinas - C.U: cbica centrada en las caras para los aniones - N de coordinacin para ambos iones es 6 - Los cationes ocupan todos los huecos octadricos

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ZnS (blenda de zinc) Estructuras cristalinas - C.U: cbica centrada en las caras para los aniones - N de coordinacin para ambos iones es 4 - Los cationes ocupan la mitad de los huecos tetradricos

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CaF 2 (fluorita) Estructuras cristalinas - C.U: cbica centrada en las caras para los cationes - N de coordinacin para el catin y el anin son 8:4 - Los aniones ocupan todos los huecos tetradricos

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TiO 2 (rutilo) Estructuras cristalinas - C.U: hexagonal compacto para aniones - N de coordinacin para el catin y el anin son 6:3 - Los cationes ocupan la mitad de los huecos octadricos

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La energa del enlace inico Cuando un mol de iones positivos y un mol de iones negativos se aproximan desde el infinito hasta las posiciones de equilibrio que ocupan en el cristal, se produce un H llamado entalpa reticular ( H U ).M + (g) + X - (g) MX(s) Entalpa reticular La entalpa reticular (Energa reticular) es siempre negativa, se trata de un proceso exotrmico. Se puede calcular mediante el ciclo de Born - Haber.

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La energa del enlace inico El ciclo de Born - Haber M(s) + 1/2 X 2 MX(s)(g) H f (MX) H s (M) H dis (X 2 ) M(g) X (g) (M) A e (X) M + (g) + X - (g) H U (MX (g))

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Hf + Hdis + Hu + EA + EI + Hs = 0 Es un ciclo termodinmico consecuencia de la ley de Hess A mayor Hu: menor distancia interionica (Di = Rc + Ra) mayor intensidad del enlace qumico menor solubilidad en agua del cristal

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COMPUESTO Hu Hu COMPUESTO Hu Hu COMPUESTO Hu HuLiF1030KF808 MgCl 2 2326 LiCl834KCl701 SrCl 2 2127 LiI730KBr671 NaF922CsF734MgO3795 NaCl788CsCl660CaO3414 NaBr752CsBr636 NaI704CsI600

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Li 1+ Na 1+ K 1+ Rb 1+ Cs 1+ F 1- 201231266282300 Cl 1- 257281314327356 Br 1- 275298329343371 I 1- 300323353366395 Distancia Interionica (DI) en picometro (pm)

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inicio final La energa del enlace inico Ciclo de Born - Haber para el NaCl Sublimacin Disociacin Ionizacin Afinidad electrnica Energa reticular