Práctica No.2 ESTADO SOLIDO (CRISTALES)

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

INGENERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

LABORATORIO DE QUIMICA BÁSICA

Materia: Química Básica.

Grupo: 1CM11

EQUIPO 2

Práctica No.2 ESTADO SOLIDO (CRISTALES)

Integrantes                                                                  

• Arrieta Molina Mildred Guadalupe
• Díaz Hernández Luis Fernando
• López Cano Hector Javier
• Miranda Zarza Sebastián

Fecha de Entrega

27 de septiembre de 2016

OBJETIVO:

El alumno identificara los diferentes sistemas de cristalización.

CONSIDERACIONES TEORICAS:

Hay dos tipos de sólidos, los amorfos y los cristalinos. Si la temperatura a la cual se forma el sólido se alcanza lentamente, de manera que permite el arreglo de las partículas quede bien ordenado, el resultado es un sólido cristalino. Si por el contrario, la temperatura disminuye muy rápidamente, hay oportunidad de que las partículas “se congelen” en un estado caótico. En este caso las partículas se acomodan desordenadamente y se dice que el sólido resultante es amorfo, (esto es, sin forma). El vidrio, el hule y la mayoría de los plásticos son ejemplos de sustancias amorfas. La superficie de un sólido cristalino bien formado revela, al ser examinado, planos lisos que se intersectan en ángulos que son característicos de la sustancia. Estos planos lisos se llaman caras y los ángulos característicos se llaman ángulos interfaciales. [pic 3]

La cristalización es el nombre que se le da a un procedimiento de purificación usado en química por el cual se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un líquido o incluso, a partir de una disolución. En este proceso los iones, moléculas o átomos que forman una red en la cual van formando enlaces hasta llegar a formar cristales. La parte más importante del proceso de cristalización, es el crecimiento de los cristales. Las formas o los diferentes tamaños que adquieran los cristales se deben a distintas condiciones. Hay un número relativamente grande de sustancias que se cristalizan con estas estructuras de empaque compacto (por ejemplo: la mayoría de los metales). También es posible interpretar una variedad  de otras estructuras como derivadas de las distribuciones del empaque compacto.

Cristales moleculares. En los cristales moleculares, las moléculas o los átomos ocupan puntos de la red. Las fuerzas de atracción entre ellos son mucho más débiles que los enlaces covalentes que existen dentro de una molécula individual, las fuerzas de London están presentes en cristales de sustancias no polares tales como el Ar, O2, el naftaleno (cristales contra la polilla) y en solidos como el hielo (H2O), el NH3, o el HF, las moléculas están unidas por enlaces de hidrogeno. Puesto que estas fuerzas son relativamente débiles (en comparación con las atracciones iónicas o covalentes) las energías reticulares en los cristales moleculares tienden a ser pequeñas y se deforman con facilidad; se dice que son blandos. Asimismo se requiere una energía térmica relativamente baja para superar estas atracciones y los sólidos moleculares generalmente tienden a presentar puntos de fusión bajos. Los cristales moleculares son malos conductores de la electricidad porque los electrones están unidos a moléculas individuales y no son libres de moverse a través del sólido.

Cristales iónicos. En un cristal iónico como el NaCl hay iones localizados en los puntos de la red y el enlace entre ellos es principalmente electrostático (o sea, no direccional). Como resultado de ello, el tipo de red que se forma está determinado en su mayor parte por los tamaños relativos de sus iones y por sus cargas. Cuando el cristal se forma los iones se distribuyen de tal manera que las atracciones sean máximas y las repulsiones mínimas. Como las fuerzas electrostáticas son intensas los cristales iónicos tienen energías reticulares altas. Son duros y se electrizan por tener un cristal iónico, se rompe al golpearlo:

1. Atracción entre iones opuestos
2. Al ser golpeado parte del cristal resbala sobre el resto. Los iones del mismo signo quedan frente a frente
3. Las fuerzas repulsivas separan al cristal.

Puntos de fusión altos. También son muy quebradizos. Al golpearlos, tienden a astillarse, porque cuando los planos de iones resbalan uno sobre otro pasan de una condición de atracción a otra de repulsión mutua. En estado sólido los compuestos iónicos son malos conductores de la electricidad porque los iones están rígidos en sus puestos. Sin embargo al fundirse los iones son libres de moverse y las sustancias iónicas se convierten en buenos conductores.

Cristales covalentes. En un cristal covalente hay una red de enlaces covalentes entre los átomos que se extienden por todo el sólido. La naturaleza direccional de los enlaces covalentes casi siempre evita que estas sustancias tengan una estructura de empaque compacto y generalmente en ellas se observan estructuras abiertas como la del diamante. Debido al patrón de entrecruzamiento de los enlaces covalentes, los cristales covalentes que tienen puntos de fusión muy altos casi siempre son muy duros. Por supuesto, el diamante es la sustancia más dura que se conoce y se utiliza en herramientas para corte y en abrasivos. El carburo de silicio es semejante al diamante, excepto que la mitad de los átomos de carbono de la estructura han sido reemplazados por átomos de silicio. También es muy duro y se utiliza como abrasivo en lijas y en otras aplicaciones para corte y molienda. Los cristales covalentes son malos conductores de la electricidad porque los electrones en el sólido se localizan en los enlaces covalentes y no son libres de moverse a través del cristal.

Cristales metálicos. La imagen más sencilla de un cristal metálico presenta a los iones positivos situados en los puntos de la red y los electrones de valencia dispersos en el cristal formando un todo en lugar de asociarse a un átomo único. Las partículas del solido se mantienen unidas por la atracción electrostática entre la red de iones positivos y esta especie de “mar de electrones”. Estos electrones se pueden mover libremente por lo que se encuentra que los metales son buenos conductores de la electricidad. Puesto que los puntos de fusión y la dureza de los metales varia dentro de márgenes amplios al menos en algunos casos debe haber cierto grado de enlace covalente entre los átomos del sólido.

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