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I SOLIDI caratteristiche e classificazione

PRIMA UN BREVE RIPASSO

RICAPITOLIAMO I LEGAMI CHIMICI

APPROFONDIAMO

ANCHE I LEGAMI INTERMOLECOLARI SONO IMPORTANTI...

ANCHE LA GEOMETRIA HA LA SUA IMPORTANZA

E LA POLARITA' DELLE MOLECOLE?

DIPENDE SIA DAL TIPO DI LEGAME INTRAMOLECOLARE E SIA DALLA GEOMETRIA DELLA MOLECOLA

COME SI MISURA LA FORZA DI UN LEGAME?

QUALCHE ESEMPIO

tUTTO QUELLO RIPASSATO FINORA SERVE PER COMPRENDERE MEGLIO GLI STATI DELLA MATERIA

STATO SOLIDO

COSA SAI?

CHE PROPRIETà COMUNI HANNO I SOLIDI?

LA GOMMA E IL SALE DA CUCINA SONO ENTRAMBI SOLIDI

solidi cristallini e amorfi

Riducendo l'agitazione termica le particelle di un liquido si avvicinano ed instaurano legami intermolecolari, in queste condizioni una disposizione ordinata delle particelle è più probabile di una casuale, perché corrisponde a una minore energia. La maggior parte dei solidi sono SOLIDI CRISTALLINI cioè presentano una struttura ordinata che si ripete nello spazio. Ma altri materiali non hanno particelle disposte in modo disordinato nello spazio, sono i SOLIDI AMORFI

PROPRIETà MACROSCOPICHE DELLE DUE CATEGORIE

1) RAFFREDDAMENTO DI SOLUZIONI SATURE

2) RISCALDAMENTO DEL SOLIDO

3) MISURA DI PROPRIETA FISICHE IN DIREZIONI DIVERSE

4) ROTTURA DEL SOLIDO

I RETICOLI CRISTALLINI

Una sostanza cristallina è costituita da particelle ( atomi, molecole o ioni) che si presentano in una distribuzione regolare e periodica che può essere descritta con un modello geometrico regolare formato da un insieme di punti detti nodi nei quali si considera concentrata tutta la massa di ciascuna particella. Unendo i nodi con una serie di linee immaginarie si ottiene una struttura tridimensionale a cui si dà il nome di reticolo spaziale o di reticolo cristallino.

UNA QUESTIONE GEOMETRICA

Auguste Bravais (Annonay, 23 agosto 1811 – Le Chesnay, 30 marzo 1863) è stato un fisico, cristallografo e meteorologo francese. Nel 1845 ha descritto le 14 possibili disposizioni di punti nello spazio per formare celle elementari di una struttura cristallina nei sistemi tridimensionali; queste 14 figure sono oggi note come reticoli di Bravais.

ARRIVANO I RAGGI X

MA QUANTI TIPI DI SOLIDI CRISTALLINI ESISTONO?

CRISTALLI COVALENTI

ECCO DIAMANTE, CARBURO DI SILICIO E QUARZO

In questi solidi gli atomi nel cristallo sono tutti direttamente legati tramite legami di natura covalente, di modo che nel cristallo non sono individuabili singole molecole

il cristallo può essere visto come un’unica macromolecola

CHE PROPRIETA' HANNO I SOLIDI COVALENTI?

L’energia dei legami nei cristalli covalenti è molto elevata, simile a quella dei legami covalenti quindi i solidi covalenti hanno:

  • elevata temperatura di fusione,
  • sono duri,
  • insolubili in qualsiasi solvente
  • cattivi conduttori elettrici e termici

IL CARBONIO: ELEMENTO ECLETTICO

DIAMANTE, GRAFITE, FULLERENI, GRAFENE, NANOTUBI sono tutte forme allotropiche del carbonio, cioè si tratta di materiali formati da carbonio puro in cui cambia la disposizione del reticolo. La diversa disposizione fornisce diverse proprietà.

Alcuni impieghi del grafene

cristalli molecolari

Un cristallo molecolare è un cristallo formato da molecole unite tra loro da deboli legami chimici secondari.

Le molecole possono essere polari o non polari e interagiscono fra loro in base alla propria natura.

Le molecole polari formano legami dipolo-dipolo e legami idrogeno, mentre quelle non polari sono soggette alle più deboli forze di Forze di Debye o di Forze di London.

I solidi molecolari sono solitamente: soffici, hanno punti di fusione bassi e sono scarsi conduttori di elettricità.

LE FORME DEL GHIACCIO

LA GRAFITE

STRUTTURA

Si tratta di una delle forme allotropiche del carbonio ma ha proprietà molto diverse dal diamante:

  • molto morbida
  • utilizzata come lubrificante
  • conduce calore ed elettricità e presenta una notevole anisotropia nelle proprietà di trasporto: la conduttività elettrica, e così quella termica, è molto maggiore se misurata parallelamente ai piani di sfaldatura che non ortogonalmente a essi.

solidi ionici

Nei solidi ionici ioni positivi e ioni negativi si trovano sui nodi del reticolo cristallino; tali ioni sono uniti assieme da intense forze di tipo coulombiano pertanto l’energia reticolare di tali cristalli è molto elevata e così lo è pure il loro punto di fusione.

SI TRATTA SI SOLIDI:FRAGILI, CON ALTO PUNTO FUSIONE, MOLTI SONO SOLUBILI IN SOLVENTI POLARI, NON CONDUTTORI.

fragilita'

SOLIDI METALLICI

Un esempio di solido amorfo: il vetro

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www LAURA MASCO
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