LO STATO SOLIDO

1. LO STATO SOLIDO Caratteristiche e proprietà dei solidi di Giansante Biserni

2. CARATTERISTICHE COMUNI DEI SOLIDI • Incompressibilità • Rigidità • Forma definita

3. Solidi 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 Solidi cristallini e solidi amorfi

4. SOLIDI AMORFI = LIQUIDI I solidi amorfi sono in realtà dei liquidi ad elevata viscosità

5. CLASSIFICAZIONE DEI SOLIDI CRISTALLINI • Solidi ionici • Solidi covalenti • Solidi molecolari • Solidi metallici

6. Caratteristiche dei solidi ionici Nei nodi del reticolo cristallino dei solidi ionici si alternano, con regolarità, ioni positivi e negativi • 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 Esempi: Cloruro di sodio,ossidi

7. Conducibilità e temperatura di fusione 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

8. Sfaldabilità e solubilità 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.

9. 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

10. Durezza e alto punto di fusione 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.

11. 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

12. I deboli legami intermolecolari 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.

13. 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

14. Conducibilità e Densità 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.

15. Lavorabilità e temperatura di fusione 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.

16. Fine della lezione