Solidos De Red Covalente

Sólidos de red covalente

Un sólido de red covalente consiste en un conjunto de átomos mantenidos juntos por una red de enlaces covalentes (pares de electrones compartidos entre átomos de similar electronegatividad), y de ahí que puedan ser considerados como una sola gran molécula.3 El ejemplo clásico es el diamante; otros ejemplos incluyen el silicio, el cuarzo y el grafito.

Típicamente, los sólidos de red covalente tienen una gran fuerza, un gran módulo elástico, y un elevado punto de fusión. Su fuerza, rigidez, y alto punto de fusión son consecuencia de la fuerza y rigidez del enlace covalente que los mantiene unidos. También son característicamente quebradizos, debido a que la naturaleza direccional de los enlaces covalentes resiste fuertemente los movimientos asociados con el flujo plástico, y son, en efecto, rotos cuando ocurre dicho tipo de movimientos. Esta propiedad resulta en la fragilidad, por razones estudiadas en el campo de la mecánica de fractura. Los sólidos de red covalente varían en su comportamiento desde aislantes hasta semiconductores, dependiendo del tamaño de la banda prohibida del material.

Los átomos que forman estas sustancias están unidos por una red continua de enlaces covalentes, formando lo que se denomina una red cristalina.

Entre las sustancias que forman sólidos de red covalente se encuentran tanto elementos, por ejemplo el diamante (C), como compuestos, por ejemplo el cuarzo (SiO2).

En el diamante los enlaces covalentes C -C se extienden a través del cristal formando una estructura tridimensional tetraédrica.

En el cuarzo, cada átomo de silicio se une tetraédricamente a cuatro átomos de oxígeno. Cada átomo de oxígeno se une a dos silicios y así une tetraedros contiguos entre sí. Esta red de enlaces covalentes se extiende a través de todo el cristal.

Los sólidos de red covalente presentan propiedades características:

• Son muy duros.

• Tienen elevado punto de fusión, con frecuencia alrededor de 1.000 °C o mayores. Esto es debido a que para fundir el sólido, deben romperse los fuertes enlaces covalentes entre sus átomos. Los sólidos de este tipo son notablemente diferentes de los sólidos moleculares, que tienen puntos de fusión mucho más bajos.

• Son insolubles en todos los disolventes comunes. Para que se disuelvan, tienen que romperse los enlaces covalentes de todo el sólido.

• Son malos conductores de la electricidad. En la mayoría de las sustancias de red covalente no hay electrones móviles que puedan transportar una corriente.

Redes cristalinas

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 en espacio de la red.

• Carga de los iones. Se agruparán los iones en la red de forma que se mantenga la electroneutralidad del cristal.

En geometría y cristalografía las redes de Bravais son una disposición infinita de puntos discretos cuya estructura es invariante bajo cierto grupo de traslaciones. En la mayoría de casos también se da una invariancia bajo rotaciones o simetría rotacional. Estas propiedades hacen que desde todos los nodos de una red de Bravais se tenga la misma perspectiva de la red. Se dice entonces que los puntos de una red de

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