ESTADO SLIDOrea Acadmica de Ciencias BsicasQUMICA IProfesor: Jaime Flores RamosUNI - FIQT

CARACTERSTICAS GENERALES DE LOS SLIDOS Tienen forma definida, son resistentes a la deformaciones.Tienen volumen definido, son incompresibles.Tienen mayor densidad que los lquidos.No son fluidos, son estados condensados.Tienen movimiento vibracional, no trslacional

PUNTO DE FUSIN DEL HIELO

SUBLIMACINSublimacin del Yodo

SLIDOS AMORFOS Las partculas (molculas , tomos o iones) estn dispuestos en forma irregular. Tienen orden de corto alcance Son isotrpicos. Punto de fusin no definido. Se rompen irregularmente, para originar piezas con aristas curvas y ngulos irregulares. Ejemplos: Plsticos, resinas, celulosa, brea, gomas, PVC, caucho (jebe) , vidrio, azufre amorfo,..

Slido cristalinoLas partculas (molculas, tomos o iones) estn dispuestos en forma regular.Tienen orden de largo alcance.Son anisotrpicos.Tienen punto de fusin definido.La ruptura produce fragmentos que tienen las mismas caractersticas que el slido original.Ejemplos: Grafito, diamante, cuarzo, cobre,

CLORURO DE SODIO

CLASIFICACION DE LOS SLIDOS CRISTALINOS

Tipo de CristalPartculasFuerzas de InteraccinPropiedadesEjemplosINICOCationes y AnionesAtraccin electrostticaAltos punto de fusinDuros y frgilesMalos conductoresNaClBaOKNO3MOLECULARMolculasFuerzas intermolecularesBajos punto de fusinBlandosMalos conductoresH20CH4SO2COVALENTEtomosEnlace covalentePunto de fusin generalmente muy altosDuros o suavesGeneralmente son malos conductores trmicos y elctricosDiamanteSiCGrafitoCuarzoMETLICOInes positivos y electrones mvilesEnlace metlicoDe blandos a muy durosPunto de fusin variablesMaleables y dctilesBuenos conductoresNaCuAgFe

CRISTALES INICOSPuntos reticulares ocupados por cationes y anionesSe mantienen juntos por la atraccin electrosttica Duro, quebradizo, punto de fusin alto (400 a 3000 C)Mal conductor de calor y electricidadBuen conductor en estado fundido o en solucin acuosa CsClZnSCaF2

CRISTALES COVALENTES

Puntos reticulares ocupados por tomosSe mantienen juntos por enlace covalenteDuro, punto de fusin alto, (1200 a 4000 C)Mal conductor de calor y electricidad DiamanteGrafito

CRISTALES MOLECULARES

Puntos reticulares ocupados por molculasSe mantienen juntos por fuerzas intermolecularesSuave, punto de fusin bajo, (-272 C a 400 C)Mal conductor de calor y electricidad Hielo seco, CO2I2

Cristales metlicos

Puntos reticulares ocupados por tomos metlicosSe mantienen juntos por enlaces metlicosBlando a duro, punto de fusin bajo a alto, (- 39 a 3400 CBuen conductor de calor y electricidad

Una misma sustancia puede estar en forma de slido amorfo o cristalino dependiendo de su forma de obtencin.Un vidrio es un producto de fusin de materiales inorgnicos pticamente transparente que se ha enfriado a un estado rgido sin cristalizar.(slido amorfo o lquido subenfriado)Cuarzocristalino (SiO2)Vidrio de cuarzono cristalino

ESTADOS DE LA MATERIA

Celda unitariaCelda unitaria en 3 dimensionesEn los puntos reticulares: tomosMolculasIonesPunto reticularSLIDO CRSTALINO

7 TIPOS DE CELDAS UNITARIAS

14 REDES DE BRAVAIS

Distribucin de esferas idnticasen una celda cbica simple

Distribucin de esferas idnticasen un cubo centrado en el cuerpo

1 tomo/celda unitaria(8 x 1/8 = 1)2 tomos/celda unitaria(8 x 1/8 + 1 = 2)4 tomos/celda unitaria(8 x 1/8 + 6 x 1/2 = 4)Cbica simpleCbica centrada en el cuerpoCbica centrada en las carassccbccfcc

Nmero de coordinacin (NC) Es el nmero de partculas que rodean inmediatamente una partcula en la estructuraNC = 6NC = 8NC = 12%EO = 52%EO = 68%EO = 74

Cuando la plata cristaliza forma celdas cbicas centradas en las caras. La longitud de la arista de la celda unitaria es de 409 pm. Calcule la densidad de la plata. V = a3= (409 pm)3 = 6,84 x 10-23 cm34 tomos/celda unitaria en una celda cbica centrada en las carasm = 4 tomos Ag= 7,17 x 10-22 g= 10,5 g/cm3

Dispositivo para obtener un patrnde difraccin de rayos X de un cristalPantallaCritalPlaca fotogrficaHaz de rayos XTubo de rayos X

d sen BC + CD =2d senq= nl(Ecuacin Bragg)Reflexin de rayos X por dos planos de tomosRayos incidentesRayos reflejadosd sen q

Un cristal difracta los rayos X de longitud igual a 0,154 nm con un ngulo de 14,170. Suponiendo que n = 1, cul es la distancia (en pm) entre las capas del cristal? nl = 2d sen qn = 1q = 14,170l = 0,154 nm = 154 pmd == 314,5 pm

Que es un CristalCristal: Un cristal debe ser definido como un compuesto solid de tomos, dispuestos en un patrn peridico en tres dimensiones. No todos los slidos son cristalinos, algunos son amorfos como el vidrio, y no tienen ningn arreglo regular de tomos.

Celda Unitaria La celda unitaria es la menor subdivisin de una red que retiene las caractersticas generales de toda la retcula (red). Por lo tanto reuniendo celdas unitarias idnticas se construye toda la red.

Defectos PuntualesSon discontinuidades de la red que involucran uno o quiz varios tomos.Pueden ser generados: Mediante el movimiento de los tomos al ganar energa por calentamiento; durante el procesamiento del material. Mediante la introduccin de impurezas. O intencionalmente a travs de las aleaciones.

Vacancias Se produce cuando falta un tomo en un sitio normal. Las vacancias se crean en el cristal durante la solidificacin a altas temperaturas o como consecuencia de danos por radiacin. A temperatura ambiente aparecen muy pocas vacancias Se incrementan de manera exponencial conforme se aumenta la temperatura.

Defectos IntersticialesSe forman cuando se inserta un tomo adicional en una posicin normalmente desocupada dentro de la estructura cristalina. Los tomos intersticiales, aunque mucho mas pequeos que los tomos localizados en los puntos de la red, aun as son mayores que los sitios intersticiales que ocupan; en consecuencia, la red circundante aparece comprimida y distorsionada.Una vez dentro del material, el numero de tomos intersticiales en la estructura se mantiene casi constante, incluso al cambiar la temperatura.

Otros Defectos Puntuales (Frenkel y Schottky)Defecto Frenkel: Es un par de defectos, intersticio-vacancia formado cuando un ion salta de un punto normal de la red a un sitio intersticial, dejando detrs una vacancia. Defecto Schottky: Es un par de vacancias en un material de enlace inico, deben faltar tanto un anin como un catin de la red. Este defecto es comn en materiales cermicos de enlace inico.

Defectos de SuperficieSon las fronteras o planos que separan a un material en regiones de la misma estructura cristalina pero con orientaciones cristalogrficas distintas.Superficie del material. En las superficies externas del material la red termina de forma abrupta. Cada tomo de la superficie ya no tiene el mismo numero de coordinacin y se altera el enlace atmico. Asimismo, la superficie puede ser muy spera, contener pequeas muescas y quiz ser mucho mas reactiva que el interior del material.

Fronteras de Grano La microestructura de la mayor parte de los materiales esta formada por muchos granos. Un grano es una porcin del material dentro del cual el arreglo atmico es idntico (Cristal o Cristalita). Los granos que forman un material tienen orientaciones distintas. Es la superficie que separa los granos, es una zona estrecha en la cual los tomos no estn correctamente espaciados. Cuando los tomos estn cerca unos de otros en la frontera de grano que crean una regin de compresin Cuando estn alejados crean una regin de tensin.

Los defectos influyen de manera directa sobre las propiedades mecnicas del material.Mecnicas Son aquellas que expresan el comportamiento de los metales frente a esfuerzos o cargas que tienden a alterar su forma.VOLUMTRICASDurezaTenacidadResistencia (A la traccin, a la fluencia, a la fatiga, a la corrosin, aldesgaste)DuctilidadMaleabilidadFragilidadRigidezDE SUPERFICIEResistencia al desgasteResistencia a la corrosin

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