Video

En esta página encontrarán un video sobre el tema que hemos tratado en el blog. Esto los ayudara a comprender de forma más didáctica los contenidos.

http://www.youtube.com/watch?v=5YzB8yKtcRA

Edificios Mixtos

En muchos casos una misma sustancia presenta una combinación de varios tipos de redes cristalinas, a menudo orientadas en planos o siguiendo un eje de simetría. En tales casos, la distribución de las redes y el predominio de una u otra determinará muchas propiedades de la sustancia, como la dureza o la conductividad eléctrica.

Un ejemplo típico de red mixta es el grafito, formado por átomos de carbono con enlace covalente muy fuerte distribuido en capas paralelas. Las conexiones entre las capas, sin embargo, son muy débiles, lo que permite separar láminas muy finas de este mineral con mucha facilidad.

Edificios Moleculares

En este caso, la red está formada por moléculas con carga neutra. La cohesión, muy débil, se basa en cargas eléctricas residuales de baja intensidad. Es característica de los compuestos orgánicos, aunque también existe en sustancias como el azufre.

Edificios Metálicos

Los cuerpos metálicos presentan un tipo de enlace de gran cohesión debido a que varios átomos comparten una nube de electrones que circulan de una órbita a otra sin pertenecer a un núcleo concreto. Esta propiedad, característica de elementos poco electronegativos, proporciona a los metales sus propiedades de dureza, tenacidad y gran conductividad electrotérmica.

Edificios Covalentes

En los cristales formados únicamente por enlaces covalentes, un átomo se enlaza con sus vecinos, y estos con los suyos, y así sucesivamente, de tal manera que todo el cristal puede ser considerado como una molécula casi infinita. Este enlace tiene lugar entre átomos de elevada y similar electronegatividad. Si la diferencia de electronegatividades entre los átomos crece, el enlace llega a ser polar, y por tanto se puede imaginar una variación continúa de polarización del enlace entre los enlaces covalentes “puros” y los enlaces iónicos. Esto quiere decir que un enlace covalente no polar solo puede tener lugar entre átomos de la misma naturaleza.

DIAMANTE

Una estructura típicamente covalente es la que tiene lugar entre los átomos de carbono cuando forman el diamante, estructura que también se da en el germanio y en el estaño-alfa. En este caso los orbitales de enlace son orbitales híbridos 2(sp3), que se disponen en las direcciones de los vértices de un tetraedro en el centro del cual estaría el núcleo (de hecho esta es la disposición que minimiza la repulsión eléctrica entre ellos al mantener el ángulo de separación lo más grande posible). Por tanto, en el diamante, cada átomo de carbono se enlaza con otros cuatro en coordinación tetraédrica, controlada por la disposición de los orbitales de enlace. Esto da lugar a una estructura de simetría cúbica F, con los carbonos en las posiciones (0,0,0) y (1/4,1/4,1/4) y equivalentes, como se muestra en la siguiente figura, en la cual se han señalado dos de los tetraedros de coordinación de dos átomos de carbono.

Edificios Iónicos

Son los cristales constituidos por un conjunto de iones de signo contrario unidos por fuerzas de carácter mayoritariamente electrostático, y en los cuales todo el cristal podría ser considerado
como una molécula porqué los iones estén enlazados con sus vecinos, y estos con los otros y así sucesivamente.

Los iones tienden a empaquetarse de manera que se minimice le energía, y esto se cumple cuando:

• a) las cargas de los iones son neutralizadas por los vecinosinmediatos, es decir que los vecinos de los cationes son aniones yviceversa.

• b) los empaquetados tienden a ser lo más compactos posible, sin qula distancia entre dos iones sea menor que la suma de los respectivosradios iónicos, de manera que si consideramos los iones esféricos,serian tangentes los unos a los otros.

Cristaloquímica

La cristaloquímica es una rama de la cristalografía que estudia la composición de la materia cristalina y su relación con la fórmula cristalográfica. Incluye el estudio de los enlaces químicos, la morfología y la formación de estructuras cristalinas, de acuerdo con las características de los átomos, iones o moléculas, así como su tipo de enlace. Cuando las condiciones ambientales son favorables para la formación, muchos de los minerales toman una forma cristalina. La cristalografía , tambien, estudia la forma, el crecimiento y el estado geométrico de los cristales. En un cristal, la disposición de los átomos se puede determinar al ver la difracción de los rayos X.

Red Espacial Cristalina de algunos compuestos ionicos

Red	Índice de coordinación	Compuesto
Cúbica centrada en el cuerpo	8	CsCl, CsBr, Csl
Cúbica centrada en las caras	6	NaCl, NaBr, Nal, MgO, CaO
Tetraédrica	4	ZnS, BeO, BeS
Tipo fluorita	Catión = 8 Anión = 4	CaF2, SrF2, BaCl2
Tipo rutilo	Catión = 6 Anión = 3	TiO2, SnO2, PbO2

Red Espacial Cristalina

La red cristalina está formada por iones de signo opuesto, de manera que cada uno crea a su alrededor un campo eléctrico que posibilita que estén rodeados de iones contrarios.

Los sólidos cristalinos mantienen sus iones prácticamente en contacto mutuo, lo que explica que sean prácticamente incompresibles. Además, estos iones no pueden moverse libremente, sino que se hallan dispuestos en posiciones fijas distribuídas desordenadamente en el espacio formando retículos cristalinos o redes espaciales. Los cristalógrafos clasifican los retículos cristalinos en siete tipos de poliedros llama sistemas cristalográficos. En cada uno de ellos los iones pueden ocupar los vértices, los centros de las caras o el centro del cuerpo de dichos poliedros. El más sencillo de éstos recibe el nombre de celdilla unidad.

Uno de los parámetros básicos de todo cristal es el llamado índice de coordinación que podemos definir como el número de iones de un signo que rodean a un ion de signo opuesto. Podrán existir, según los casos, índices diferentes para el catión y para el anión.

El índice de coordinación, así como el tipo de estructura geométrica en que cristalice un compuesto iónico dependen de dos factores:

• Tamaño de los iones. El valor del radio de los iones marcará las distancias de equilibrio a que éstos se situarán entre sí por simple cuestión de cabida eni espacio de la red.
• • Carga de los iones. Se agruparán los iones en la red de forma que se mantenga la electroneutralidad del cristal.

Un ejemplo podría ser la red del cloruro de cesio. Su relación de cargas es también 1:1 y su índice de coordinación es 8, puesto que estos iones son de tamaño más parecido y, por tanto, cada uno permite ser rodeado por ocho iones de signo opuesto, con lo que se formará una red cúbica centrada en el cuerpo cuya fórmula proporcional sería Cs_nCl_n, que estequiométricamente formularemos como CsCl.

http://zorro0072002.iespana.es/Quimica2/Tema3/red.htm

Sistemas Cristalinos

Cúbico

En el sistema cúbico los ejes del cristal son perpendiculares entre sí; los lados de las caras miden lo mismo y las redes cúbicas pueden ser simples, centradas en el cuerpo o centradas en las caras. El 12% de los minerales cristalizan en este sistema cúbico, como el cobre, la plata o el oro.


Tetragonal

Al igual que en el sistema cúbico, los ejes del cristal, en el sistema tetragonal, son perpendiculares entre sí, sólo que ahora únicamente dos de los lados de las caras miden lo mismo, siendo el tercero diferente. Estas redes del sistema tetragonal pueden ser simples o centradas en el cuerpo. Al sistema tetragonal pertenecen el 10% de los minerales, entre ellos, el circón, el rutilo y la calcopirita.


Ortorrómbico

En el sistema ortorrómbico los tres ejes cristalinos también son perpendiculares entre sí, pero los tres lados de cada cara¾largo, ancho y alto¾, tienen valores diferentes. En el sistema ortorrómbico cristalizan el azufre, el topacio y otros. Las redes ortorrómbicas pueden ser simples, centradas en la base, centradas en el cuerpo o centradas en las caras.

. Monoclínico

A diferencia de los tres sistemas anteriores, en el monoclínico dos de los ejes cristalinos no son perpendiculares entre sí; pero el tercero es perpendicular a los primeros dos, y los tres lados de cada cara son distintos. Las redes monoclínicas pueden ser simples o centradas en la base.

Al sistema monoclínico pertenece el mayor porcentaje de los minerales (32%), entre ellos, el yeso, la malaquita, las micas y la ortoclasa.

Triclínico

En el sistema triclínico ninguno de los ejes del cristal es perpendicular a los otros y ninguno de sus lados mide lo mismo. Las turquesas pertenecen a este sistema.


Trigonal o rombohédrico

Los ángulos entre los ejes del cristal, en el sistema trigonal o rombohédrico, son idénticos, pero diferentes de
, y las tres dimensiones del cristal unitario son idénticas. Cerca del 9% de los minerales conocidos cristaliza en este sistema: la calcita, el cuarzo, el cinabrio y la turmalina.


Hexagonal

Finalmente, en el sistema hexagonal dos de los ejes del cristal tienen un ángulo entre sí de 120º; el tercero es perpendicular a estos dos, siendo las dimensiones del cristal a lo largo de los primeros dos ejes iguales, y la tercera, a lo largo del eje perpendicular, diferente. Entre los minerales que cristalizan en este sistema (entre 7 y 8%), se encuentran la molibdenita, el apatito, la piromorfita y el berilo. Este sistema recibe el nombre de hexagonal porque una estructura hexagonal sencilla puede formarse a partir de tales celdas unitarias.

Elementos de simetría de la Cristalografía

Las celdas fundamentales de un cristal presentan elementos de simetría, que son:

• Eje de simetría: es una línea imaginaria que pasa a través del cristal, alrededor de la cual, al realizar éste un giro completo, repite dos o más veces el mismo aspecto. Los ejes pueden ser: monarios, si giran el motivo una vez (360º); binarios, si lo giran dos veces (180º); ternarios, si lo giran tres veces (120º); cuaternarios, si lo giran cuatro veces (90º); o senarios, si giran el motivo seis veces (60º).

• Plano de simetría: es un plano imaginario que divide el cristal en dos mitades simétricas especulares, como el reflejo en un espejo, dentro de la celda. Puede haber múltiples planos de simetría. Se representa con la letra m.

• Centro de simetría: es un punto dentro de la celda que, al unirlo con cualquiera de la superficie, repite al otro lado del centro y a la misma distancia un punto similar.

• Sistemas cristalinos: todas la redes critalinas, al igual que los cristales, que son una consecuencia de las redes, presentan elementos de simetría.Si se clasifican los 230 grupos espaciales segun los elementos de simetria que poseen, se obtienen 32 clases de simetria (cada una de las cuales reune todas las formas cristalinas que poseen los mismos elementos de simetria)es decir, regular o cubico, tetragonal, hexgonal, romboedrico rombico, monoclínico y triclínico.

• Hábito cristalino: es el aspecto que presenta un cristal como consecuencia del diferente desarrollo de sus caras.

• Hábito acicular: cristales con gran desarrollo de caras verticales. Tienen aspecto de agujas.

• Hábito honojoso: cristales con aspecto de hojas por el gran desarrollo de las caras horizontales.

Formas cristalográficas

Es el conjunto de caras iguales que están relacionadas por su simetría:

• Una sola cara: pedion.

• Dos caras:
o Pinacoide: iguales y paralelas relacionadas por un plano o eje binario.
o Domo: no paralelas que se relacionan por un plano.
o Esfenoide: no paralelas relacionadas por un eje binario.

• Prismas, pirámides, bipirámides, trapezoedros, escalenoedros.

• Clases cristalinas.

Las posibles agrupaciones de los elementos de simetría son treinta y dos y a éstos corresponden otras tantas clases cristalinas, más una a la que no corresponde ninguno de tales elementos de simetría. Todos los cristales se hallan comprendidos en estas treinta y dos clases que, a su vez, se reagrupan en siete sistemas (cúbico o manométrico, tetragonal, hexagonal, trigonal o romboédrico, rómbico, monoclínico y triclínico).

Cristalografía

La cristalografía es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. La mayoría de los minerales optan formas cristalinas cuando se forman en condiciones favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estos cristales.

La disposición de los átomos en un cristal puede conocerse por difracción de los rayos X. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta relación determina las propiedades físicas y químicas de los minerales.

Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida y característica. Así, la sal tiende a formar cristales cúbicos, mientras que el granate , que a veces forma también cubos, se encuentra con más frecuencia en dodecaedros o triaquisoctaedros. A pesar de sus diferentes formas de cristalización, la sal y el granate cristalizan siempre en la misma clase y sistema.

En teoría son posibles treinta y dos clases cristalinas, pero sólo una docena incluye prácticamente a todos los minerales comunes y algunas clases nunca se han observado. Estas treinta y dos clases se agrupan en seis sistemas cristalinos, caracterizados por la longitud y posición de sus ejes. Los minerales de cada sistema comparten algunas características de simetría y forma cristalina, así como muchas propiedades ópticas importantes.

es.wikipedia.org/wiki/cristalografia

Propiedades Físicas de un mineral

Las propiedades físicas son de gran importancia en el estudio de los minerales. Muchas se pueden observar fácilmente, o recurrir a un espectroscopio.

Dureza de un mineral

La dureza de un mineral es la resistencia que presenta a ser rayado. Un mineral posee una dureza mayor que otro, cuando el primero es capaz de rayar al segundo.

El mineralogista alemán Mohs estableció en 1822 una escala de medidas que lleva su nombre, y que se utiliza en la actualidad, en la que cada mineral puede ser rayado por los que le siguen. Se toman 10 minerales comparativos de más blando a más duro, que son: talco, yeso, calcita, fluorita, apatito, ortosa (feldespato), cuarzo, topacio, corindón y diamante.

Tenacidad o cohesión

La tenacidad o cohesión es el mayor o menor grado de resistencia que ofrece un mineral a la rotura, deformación, aplastamiento, curvatura o pulverización. Se distinguen las siguientes clases de tenacidad:

- Frágil: es el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.
- Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estaño.
- Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.
- Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.
- Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su forma original. Ejemplo: la mica.

Fractura de un mineral

Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas:

• - Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.
• - Laminar o fibrosa: cuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o fibras. Ejemplo: la actinolita.
• - Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana.
• - Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.
• - Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.
• - Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento.

Electricidad y magnetismo

Muchos minerales conducen bien la electricidad (conductores), mientras que se oponen a su paso (aislantes). Unos pocos la conducen medianamente (semiconductores). Gracias a estos últimos se han desarrollado semiconductores que permitien al ser humano conseguir un alto nivel tecnológico. Pero hay más comportamientos de los minerales en relación con las fuerzas electromagnéticas:

• - Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.
• - Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce una deformación de las caras del cristal. Ejemplo: el cuarzo.
• - Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.
• - Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partículas de forma natural y espontánea.La radiactividad natural tiene muchas aplicaciones científicas, médicas e industriales, y los minerales que la poseen raramente alcanzan niveles peligrosos. Ejemplo: la uraninita.

http://www.astromia.com/tierraluna/propmineral.htm

¿ Cómo identifico un mineral?

Para clasificar los minerales es importante observar una serie de propiedades fisiológicas:

• 1.- Color: algunos minerales pueden tener un color cuando son puros y otros provocados por impurezas.
• 2.- Color pulverizado: si se raya un mineral con un objeto más duro, se obtiene un polvo de un color característico.
• 3.- Brillo: puede ser un brillo metálico, como el hierro, o no metálico, como los sedosos o nacarados.
• 4.- Índice de refracción: (sólo si se trata de un mineral cristalino) un rayo de luz que atraviesa un cristal se desvía un ángulo característico de cada mineral.
• 5.- Birefringencia: algunos minerales cristalinos dividen en dos un rayo de luz que les atraviese.
• 6.- Luminiscencia: algunos minerales emiten luz cuando se les ilumina.

http://www.astromia.com/tierraluna/minerales.htm

Características de los minerales

Para comprender que es un mineral, podemos estudiar algunas de sus características:

• 1.- Se encuentra en la naturaleza, es decir, no está fabricado.
• 2.- Tiene una estructura geométrica fija, por tanto, és sólido.
• 3.- Es de naturaleza inorgánica, por eso, la concha de un molusco no es un mineral, aunque contenga minerales.
• 4.- Tiene una composición química fija, aunque, a veces, pueda contener una sustancia contaminante que modifique su color.

A menudo, los minerales se encuentran en la naturaleza formando masas dentro de las rocas. Entonces se habla de una veta o filón de un determinado mineral. Su descubrimiento y explotación determina la actividad de la mineria. Desde la prehistoria los humanos hemos usado los minerales para fabricar utensilios, herramientas, máquinas y armas.


http://www.astromia.com/tierraluna/minerales.htm

Minerales

Un mineral es una sustancia natural, homogénea, de origen inorgánico, de composición química definida (dentro de ciertos límites), posee unas propiedades características y, generalmente, tiene estructura de un cristal (forma cristalina).

Un mineral posee una disposición ordenada de átomos de los elementos de que está compuesto, y esto da como resultado el desarrollo de superficies planas conocidas como caras. Si el mineral ha sido capaz de crecer sin interferencias, pueden generar formas geométricas características, conocidas como cristales.

http://es.wikipedia.org/wiki/Mineral

Sólidos Cristalinos

Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia tienen una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas sigue siendo suficientemente grande para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciablemente de volumen, adaptándose al recipiente que lo contiene.

Estructura cristalina de los materiales

Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo a la regularidad con que los átomos o iones están ordenados uno con respecto al otro. Un material cristalino es aquel en que los átomos se encuentran situados en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias atómicas; tal como las estructuras solidificadas, los átomos se posicionarán de una manera repetitiva tridimensional en el cual cada átomo está enlazado al átomo vecino más cercano. Todos los metales, muchos cerámicos y algunos polímeros forman estructuras cristalinas bajo condiciones normales de solidificación.

Celda Unitaria.- es el agrupamiento más pequeño de átomos que conserva la geometría de la estructura cristalina, y que al apilarse en unidades repetitivas forma un cristal con dicha estructura.

Una celda unitaria se caracteriza por tres vectores que definen las tres direcciones independientes del paralelepípedo. Esto se traduce en siete parámetros de red, que son los módulos, a, b y c, de los tres vectores, y los ángulos α, β y γ que forman entre sí. Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional, de tal manera que las coordenadas de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos por combinación lineal con los coeficientes enteros.

La estructura cristalina de un sólido depende del tipo de enlace atómico, del tamaño de los átomos (o iones), y la carga eléctrica de los iones en su caso.

Existen siete sistemas cristalinos los cuales se distinguen entre sí por la longitud de sus aristas de la celda (llamados constantes o parámetros de la celda) y los ángulos entre los bordes de ésta. Estos sistemas son: cúbico, tetragonal, ortorrómbico, romboédrica (o trigonal), hexagonal, monoclínico y triclínico.

Los diferentes sistemas cristalinos se forman por el apilamiento de capas de átomos siguiendo un patrón particular.

En función de las posibles localizaciones de los átomos en la celda unitaria se establecen 14 estructuras cristalinas básicas, las denominadas redes de Bravais.

http://www.textoscientificos.com/polimeros/estructura

Vidrio: un ejemplo de sólido amorfo

El vidrio es un sólido amorfo con la estructura de un líquido. Técnicamente, un vidrio es un producto inorgánico de la fusión que se a enfriado a una velocidad demasiado elevada para permitir la formación de cristales.
Aunque popularmente se llama cristal y vidrio a un mismo material, existe una diferencia esencial entre ambos. El cristal hace referencia a un estado de ordenación de la materia que se encuentra en la naturaleza en diferentes formas (por ejemplo, cuarzo o cristal de roca). El vidrio, sin embargo, es el resultado de la fusión de ciertos ingredientes (sílice, sosa y cal). Existen, sin embargo, vidrios creados por la naturaleza, como la obsidiana que se forma por el calor generado en el interior de los volcanes. Se llama erróneamente cristal al vidrio de plomo o vidrio óptico, pues su transparencia imita al cristal de roca natural; esta imitación había sido siempre la meta principal de los vidrieros.

¿Cómo obtener un Sólido Amorfo?

Los sólidos amorfos se pueden formar, en condiciones naturales, si crecen en condiciones donde no existe suficiente movilidad de los átomos. En el año 1969, David Turnbull escribió que "probablemente todos los materiales pueden, si se enfrían con la suficiente rapidez y lejanía de la temperatura crítica, ser trasformados en sólidos amorfos".

Artificialmente, existen varios métodos de obtención de sólidos amorfos. El método más antiguo y más empleado es el de la fundición templada, del que se conocen algunas variedades:

• Bloque congelado

• Esta técnica necesita de un alto rango de temperaturas para el enfriamiento y formar una aleación metálica. Un chorro de metal fundido es propulsado contra la superficie de un cilindro de cobre, el cual se encuentra en rápida rotación, lo que obliga al líquido a enfriarse (a temperatura ambiente o menor). Dentro de la técnica del bloque congelado, se distingue entre splat-cooling y el templado giratorio de extracción.

• Templado con líquido

• Esta técnica puede ser utilizada para el enfriamiento de líquidos, utilizando baños de hielo en los cuales se introducen pequeñas cantidades de fundido; permite enfriar con rangos de velocidad altos.

• Templado al aire

• Esta técnica puede ser utilizada para materiales con tendencia a la formación de sólidos amorfos. Se puede obtener la fundición con enfriamiento lento, lo cual se consigue apagando el horno. Sólidos amorfos obtenidos mediante este método son SiO₂, As₂S₃ y poliestireno.

• Condensación del vapor

• Esta técnica comienza cuando el vapor formado en una cámara de vacío, por la evaporación del material, choca con una superficie fría, obteniéndose una sustancia amorfa.

http://es.wikipedia.org

Aplicaciones de los Sólidos Amorfos

Debido a sus propiedades mecánicas, hay un gran número de sólidos amorfos que se emplean como materiales para la industria y la construcción.

Los óxidos amorfos, gracias a su transparencia, solidez y facilidad para darle forma en láminas grandes, se emplean profusamente como vidrio de ventana. Ciertos polímeros orgánicos, en virtud de su resistencia y peso ligero y fácil procesamiento, se emplean como materiales estructurales (plásticos). Existen semiconductores amorfos que se emplean en las memorias de ordenador y en células solares gracias a sus propiedades ópticas fotovoltaicas y en la facilidad para crear películas delgadas de gran superficie. Los metales amorfos se emplean en núcleos de transformadores gracias a su ferromagnetismo, bajas pérdidas y la posibilidad de formar cintas largas. El calcogenuro amorfo se emplea en xerografía en virtud de su fotoconductividad y la posibilidad de formar películas de gran área.

Esturctura de un Amorfo

Hay tres modelos que intentan explicar la estructura de un amorfo:

Modelo microcristalino: Los materiales amorfos están constituidos por un elevado número de agregados cristalinos, cada uno de ellos constituido por alrededor de 100 átomos. Estos agregados cristalinos están dispersos en el sólido y se enlazan entre sí mediante una “red” cuya naturaleza hay que especificar. La limitación en el número de átomos en el agregado proviene del hecho de que no se pueden conseguir agregados compactos de mayor tamaño con energía suficientemente pequeña como para estabilizar la estructura.

Modelo poliédrico: De nuevo estamos ante un empaquetamiento de átomos, enlazados según una configuración tetraédrica. Sólo para pequeños números de átomos consigue empaquetamientos perfectos con baja energía; para números elevados de átomos hay que empezar a admitir un cierto grado de frustración. Tampoco es capaz de definir la naturaleza de la “red” en la que los agregados están dispersos. Los aglomerados resultantes en este modelo poseen ejes de rotación de orden de cinco, elemento de simetría prohibido en los cristales.

Modelo de empaquetamiento denso al azar: Este modelo fue propuesto inicialmente por Bernal para explicar la estructura de los líquidos. Su interés actual es fundamentalmente histórico. Se trata de ir ensamblando esferas de forma de forma que la configuración sea lo más compacta posible. En cada etapa vamos añadiendo una nueva esfera tan cerca como sea posible del centro del agregado correspondiente. Las cuatro primeras esferas constituirán un tetraedro regular porque este es el poliedro que permite un empaquetamiento más denso, sin embargo a medida que el número de esferas vaya aumentando, la configuración irá perdiendo capacidad puesto que no podemos rellenar completamente el espacio a base de tetraedros regulares. Para determinar la distribución de átomos en un material y por tanto acercarnos al tipo de orden que presento podemos hacer un análisis de rayos X. En las gráficas siguientes representamos la intensidad de la radiación dispersada en función del ángulo de difracción, para diferentes estructuras.

Sólidos Amorfos

Un sólido amorfo consiste en partículas acomodadas en forma irregular y por ello no tienen el orden que se encuentra en los cristales. Ejemplos de sólidos amorfos son el vidrio y muchos plásticos. Los sólidos amorfos difieren de los cristalinos por la manera en que se funden. Si controlamos la temperatura de un sólido cristalino cuando se funde, encontraremos que permanece constante. Los sólidos amorfos no tienen temperatura de fusión bien definida; se suavizan y funden en un rango de temperatura y no tienen “punto de fusión” característico. Los sólidos amorfos, al igual que los líquidos y gases, son isotpicorós, es decir sus propiedades son iguales en todas las direcciones. Esto se debe a la falta de regularidad en el ordenamiento de las partículas en los sólidos amorfos, lo cual determina que todas las direcciones sean equivalentes.

La característica más notoria de estos materiales es la ausencia de orden de largo alcance. Esto significa que, al contrario de lo que ocurre en un cristal, el conocimiento de las posiciones atómicas de una región no nos permite predecir cuales serán las posiciones atómicas en otra región más o menos distante. A corto alcance sólo en el caso de los gases se puede realmente hablar de aleatoriedad, ya que tanto en los líquidos como en los gases se observan valores de densidad que sólo son compatibles con empaquetamientos más o menos compactos de átomos. Ahora bien, la obtención de estos empaquetamientos impone ciertas restricciones, esto es lo que nos permite hablar de orden de corto alcance. Este orden de corto alcance está siempre presente, sin embargo entre el sólido cristalino y el líquido hay bastantes diferencias, mientras que entre el líquido y el sólido amorfo encontramos bastantes semejanzas. Sin embargo el número de átomos que rodea a un átomo dado y la distancia interatómica media son similares en las fases sólida y líquida como corrobora la similitud encontrada en los valores de la densidad de cada fase.

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Propiedades de los sólidos

Un sólido se caracteriza por la gran fuerza de cohesión entre sus moléculas, lo cual impide cualquier tipo de expansión. Calentados a gran temperatura, la cohesión se debilita y puede convertirse sucesivamente en líquido y gas.

FORMA: tienen forma propia y fija.
VOLUMEN: volumen propio y fijo.
COMPRESIBILIDAD: no pueden comprimirse.
FUERZAS INTERMOLECULARES :En un sólido las fuerzas intermoleculares que predominan son las de ATRACCIÓN.

Como ya mencionamos, un sólido es una sustancia formada por moléculas que se encuentran estrechamente unidas entre sí mediante una fuerza llamada fuerza de cohesión.
La disposición de estas moléculas le da un aspecto de dureza y de rigidez con el que frecuentemente se le asocia.
Los sólidos son duros y presentan dificultad para comprimirse. Esto se explica porque las moléculas que los forman están tan cerca, que no dejan espacios entre sí. Si miras a tu alrededor, notarás que todos los sólidos tienen una forma definida. Esta característica se mantiene, salvo que actúe sobre ellos una fuerza tan grande que los deforme.
La forma definida de los sólidos es producto de la fuerza de cohesión que mantiene unidas a las moléculas.
La diferencia entre los solidos se debe a propiedades especificas, como las siguientes:

•Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un elástico o un resorte son objetos en los que podemos observar esta propiedad. Estira un elástico y
observa lo que sucede.
•Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo). En más de una
ocasión habrás quebrado un vaso de vidrio o un objeto de greda. Estos hechos representan la fragilidad de un sólido.
•Dureza: Un sólido es duro cuando no puede ser rayado por otro más blando. El diamante de una joya valiosa o el utilizado para cortar vidrios presenta dicha propiedad.

Propiedades Quimicas:

PUNTO DE FUSIÓN: El punto de fusión de un sólido (que es el mismo que el punto de congelación de un líquido) es la temperatura a la que la velocidad de fusión de un sólido es la misma que la velocidad de congelación de un líquido bajo una presión determinada. Es decir, la temperatura a la que el sólido y el líquido están en equilibrio.

El punto de fusión normal de una sustancia es su punto de fusión a una atmósfera de presión. Las variaciones de los puntos de fusión y ebullición de las sustancias suelen ser paralelas, ya que son similares las fuerzas intermoleculares de las que dependen. Para el agua sólida (hielo) el punto de fusión normal es 0ºC.

SUBLIMACIÓN Y PRESIÓN DE VAPOR DE SÓLIDOS: Algunos sólidos, como el yodo y el hielo seco (anhídrido carbónico sólido), se vaporizan sin pasar por el estado líquido a presión atmosférica. Se dice que SUBLIMAN. Al igual que los líquidos, los sólidos tienen presiones de vapor, pero son muy inferiores a las de aquéllos. Los sólidos con presión de vapor elevada subliman fácilmente. Los olores característicos de algunos sólidos caseros como el naftaleno (bolas de naftalina) se deben a la sublimación. El proceso inverso, o sea, aquel mediante el cual el vapor solidifica sin pasar por el estado líquido, se denomina DEPOSICIÓN.

Algunos sólidos impuros pueden purificarse por sublimación y posterior deposición del vapor (como sólido) sobre una superficie fría.

TRANSFERENCIA DE CALOR ENTRE SÓLIDOS: Cuando se suministra calor a un sólido, por debajo de un punto de fusión, su temperatura aumenta. El número de calorías necesarias para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de sólido es su calor específico (cal/gramo · ºC). La capacidad calorífica molar (kcal/ mol · ºC) es el número de kilocalorías que elevan en un grado Celsius la temperatura de un mol de sólido. Cuando se suministra suficiente calor para alcanzar el punto de fusión del sólido, la temperatura no varía aunque se siga dando calor mientras coexistan la fase líquida y sólida en equilibrio, pero el sólido licúa. El número de calorías necesarias para fundir un gramo de sólido en su punto de fusión es el calor de fusión (cal/g). El término fusión significa literalmente “derretimiento”. El calor molar de fusión, , es el número de kilocalorías que debe absorber un mol de sólido en su punto de fusión para fundir.

El CALOR DE SOLIDIFICACIÓN: Es igual en magnitud al calor de fusión. Representa la cantidad de calor que debe eliminarse de una cantidad dada de líquido en su punto de congelación para que solidifique. Para el agua este calor es:

Al igual que en el caso de un líquido, la cantidad de calor (Q) involucrada en el calentamiento o enfriamiento de un sólido viene dada por: , donde los términos son idénticos a los ya vistos para un líquido, excepto C, que ahora corresponde al calor específico del sólido.

Para la fusión, proceso isotérmico, el calor involucrado viene dado por: es el calor latente de fusión.

Características del estado sólido

Un cuerpo sólido, presenta uno de los tres estados de agregación de la materia, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Existen varias disciplinas que estudian los sólidos:

• -La física del estado sólido estudia cómo emergen las propiedades físicas de los sólidos a partir de su estructura de la materia condensada.
  


• -La mecánica de sólidos deformables estudia propiedades macroscópicas desde la perspectiva de la mecánica de medios continuos tensión, deformación, magnitudes termodinámicas.) 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.

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