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LO STATO SOLIDO

Caratteristiche e proprietà dei solidi

di Giansante Biserni

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CARATTERISTICHE COMUNI DEI SOLIDI

Incompressibilità Rigidità Forma definita

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Solidi cristallini e solidi amorfiSolidi cristallini particelle disposte

regolarmente nello spazio

anisotropia punto di fusione

ben definito

Solidi amorfi disposizione

disordinata delle particelle

isotropia punto di fusione

non ben definito

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SOLIDI AMORFI = LIQUIDI

I solidi amorfi sono in realtà dei liquidi ad elevata viscosità

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CLASSIFICAZIONE DEI SOLIDI CRISTALLINI

Solidi ionici Solidi covalenti Solidi molecolari Solidi metallici

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Caratteristiche dei solidi ionici

Temperatura di fusione relativamente alta

Fragilità alla trazione Sfaldamento diagonale

rispetto ai piani reticolari Allo stato fuso conducono la

corrente elettrica Solubili in acqua In soluzione acquosa

conducono la corrente

Nei nodi del reticolo cristallino dei solidi ionici si alternano, con regolarità, ioni positivi e negativi

Esempi: Cloruro di sodio,ossidi

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La conducibilità delle soluzioni acquose e allo stato fuso deriva dalla presenza degli ioni liberi quando il reticolo viene demolito.

La temperatura di fusione relativamente alta si spiega con la forza del legame ionico

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I solidi ionici si oppongono allo sfaldamento parallelo ai piani reticolari in quanto lo scorrimento genererebbe repulsione fra ioni dello stesso segno.

Lo sfaldamento avviene lungo i piani diagonali contenenti tutti atomi con carica dello stesso segno

La solubilità in acqua è buona perché il reticolo viene distrutto e gli ioni vengono solvatati dall’acqua.

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Caratteristiche dei solidi covalenti

Temperatura di fusione molto alta

In generale grande durezza Isolanti o semiconduttori Insolubili in acqua

Nei nodi del reticolo cristallino dei solidi covalenti sono presenti gli atomi legati con legame covalente

Esempi:silice,diamante

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Il legame covalente è molto forte per cui i reticoli covalenti sono difficili da rompere ciò spiega perché questi solidi hanno ,in generale, temperature di fusione molto alte

I legami covalenti sono fortemente direzionati; da ciò deriva la durezza (fatte le debite eccezioni) dei solidi covalenti.

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Caratteristiche dei solidi molecolari

Temperatura di fusione bassa

Scarsa durezza Alta tensione di vapore

Nei nodi del reticolo cristallino dei solidi molecolari sono presenti molecole legate con deboli legami intermolecolari

Esempi: ghiaccio, iodio, naftalina

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La bassa temperatura di fusione è conseguenza delle deboli forze esistenti fra le molecole; i legami sono infatti legami intermolecolari e quindi molto più deboli di quelli interatomici; alle stesse ragioni sono imputabili la scarsa durezza e l’alta tensione di vapore.Solo il ghiaccio, in virtù dei legami a ponte di idrogeno, presenta una discreta durezza.

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Caratteristiche dei solidi metallici

Temperatura di fusione generalmente alta

Elevata densità Buona conducibilità

termica ed elettrica Lucentezza al taglio

Nei nodi del reticolo cristallino dei solidi metallici sono presenti ioni positivi legati da legame metallico. Il reticolo è avvolto dalla nuvola elettronica

Esempi: i vari metalli

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La conducibilità termica ed elettrica dei metalli è spiegabile con il fatto che gli elettroni di valenza che fanno parte della nuvola elettronica che avvolge il reticolo sono liberi di muoversi.

L’elevata densità dei metalli si deve all’impacchettamento compatto; gli atomi si dispongono in modo da lasciare il minor spazio vuoto possibile;in tal modo ogni atomo è circondato da altri sei.

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La malleabilità e duttilità si deve alla struttura del reticolo cristallino dei metalli; tirando o piegando il reticolo infatti le forze che legano i vari ioni e la nuvola che li avvolge rimangono invariate.

Le alte temperature di fusione sono una conseguenza della forza del legame metallico che rende il reticolo difficile da rompere.

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Fine della lezione