ESTADO SOLIDO. Propiedades 03/07/2012. Fuerte interacción entre partículas

Transcripción

1 ESTADO SOLIDO Propiedades Fuerte interacción entre partículas Ocupan posiciones relativamente fijas las partículas vibran Tienen forma propia y definida Son prácticamente incompresibles No difunden entre sí Pr de vapor depende de T y la estructura del material P v sólido << P v líquido 1

2 Calor involucrado en los cambios de estado Un cambio de estado de una sustancia va acompañado por una absorción o pérdida de energía en forma de calor. Sin variación de T y P T A(s) FUSIÓN A(l) SOLIDIFICACIÓN ΔH f = -ΔH s Entalpía lar de fusión T eb T f B C D ΔH vap E Curva típica de calentamiento para una sustancia A ΔH f Calor agregado Tipos de sólidos arfos (vidrio, plástico) Sistemas cristalinos Cristalinos El arreglo de partículas es ordenado (Existen sistemas cristalinos) cristal: arreglo ordenado de partículas Galena sulfuro de plo 2

3 Las propiedades físicas del sólido dependen de Tipo de partículas presentes en los puntos de la red cristalina Naturaleza de las fuerzas de atracción entre ellas TIPOS DE CRISTAL lecular iónico covalente metálico Fuerzas de London Fuerzas dipolo-dipolo Molecular CO 2 H 2 O I 2 NH 3 - bajos P F - no conductores - blandos - bajas energías reticulares Estructura del hielo 3

4 Co resultado de la estructura el hielo es menos denso que el agua líquida benceno Cristal Iónico - Duros - Quebradizos -AltosP fusión - No conductores Iones y V atracción electrostática 4

5 Covalente Estructura del diamante Enlaces covalentes - Duros -P fusión altos ( ºC) - Malos conductores 5

6 Unión metálica (atracción electrostática entre iones y el mar de e - ) Metálico Iones situados en puntos de la red; y e - dispersos Brillo -buenos conductores -P fusión variables Tipos de cristal Unidades en los puntos de la red cristalina Molecular Átos o léculas Iónico Iones y V Fuerzas que mantienen unido al sólido Fuerzas de London Fuerzas dipolo-dipolo p atracción electrostática Propiedades -bajos P F -no conductores -blandos -bajas energías reticulares -Duros -Quebradizos -Altos P fusión -No conductores Ejemplos CO 2 H 2 O I 2 NH 3 NaCl MgSO 4 CaCO 3 -Duros SiO Átos 2 -P (enlazados a fusión altos (1200- (cuarzo) Enlaces covalentes 4000 ºC) C Covalente sus átos -Malos (diamante) vecinos) conductores Metálico Iones situados en puntos de la Unión metálica (atracción electrostática -Brillo -buenos entre conductores Na Fe Cu red; y e - dispersos iones yel marde -P fusión variables e - ) Hg 6

7 Defectos en los cristales En un cristal verdadero, el ordenamiento de partículas no siempre es perfecto Existen defectos de red o imperfecciones Defectos estructurales De naturaleza química a) Retículas vacantes ausencia d partículas en nudos la red que deben tener, ej NaCl, KBr b) Retículos intersticiales (b) Presencia anómala de partículas (entre nudos) ej AgBr (por la gran diferencia de tamaño) Imperfecciones cristalinas De naturaleza química: relacionada a la presencia de impurezas Impurezas: alteran totalmente las propiedades de las sustancias En cristales de Silicio: se añaden indicios de elementos del grupo 15 La conductividad aumenta El Si y Ge impurificados actúan co semiconductores 7

8 Las propiedades de los metales co brillo metálico y alta conductividad se explican mediante la Orbitales leculares Teoría de bandas Si interactúan N orbitales atómicos, se forman N orbitales leculares Ej: un cristal de Na metálico contiene 1 l de atós de Na interactúan tú ,02 23 orbitales atómicos 3s para producir 6, orbitales leculares m 8

9 Conductor, aislante, semiconductor Cualquier banda que está vacía o parcialmente llena y sea continua en toda la red Gran brecha energética La que contiene la capa exterior de electrones (nivel de valencia) Semiconductores: tienen bandas llenas que se encuentran ligeramente por debajo de las bandas vacías y no se superponen a ellas. No conducen la electricidad a bajas temperaturas, pero basta un pequeño aumento de temperatura para excitar algunos electrones de alta energía para que pasen a la banda de conducción vacía (ej. Fosfato de bario) Semiconductor Aislante Conductor metálico Semiconductor tipo n semiconductor tipo p Banda de conducción Banda de valencia 9