A nivel atómico los sólidos tienen tres estructuras básicas. Las moléculas de vidrios y arcillas están muy desordenadas, sin estructura o patrón repetitivo en su disposición: se denominan sólidos amorfos. Los metales, aleaciones y sales existen como redes, al igual que algunos tipos de compuestos no metálicos, incluidos los óxidos de silicio y las formas de carbono de grafito y diamante. las celosías comprenden unidades de repetición, la más pequeña de las cuales se denomina célula unitaria. la celda unitaria transporta toda la información necesaria para construir una macroestructura de celosía de cualquier tamaño dado.
características estructurales del enrejado
todas las celosías se caracterizan por ser altamente ordenadas, con sus átomos o iones constituyentes mantenidos en su lugar a intervalos regulares. la unión en celosías metálicas es electrostática, mientras que la unión en óxidos de silicio, grafito y diamante es covalente. en todos los tipos de celosía, las partículas constituyentes están dispuestas en la configuración más energéticamente favorable.
energía de celosía metálica
Los metales existen como iones positivos en un mar o nube de electrones deslocalizados. El cobre, por ejemplo, existe como iones de cobre (ii) en un mar de electrones, y cada átomo de cobre ha donado dos electrones a este mar. Es la energía electrostática entre los iones metálicos y los electrones lo que le da a la red su orden y sin esta energía el sólido sería un vapor. la fuerza de una red metálica se define por su energía de red, que es el cambio de energía cuando un mol de una red sólida se forma a partir de sus átomos constituyentes. Los enlaces metálicos son muy fuertes, por lo que los metales tienden a tener altas temperaturas de fusión, fundiéndose en el punto en el que se rompe la red sólida.
estructuras inorgánicas covalentes
El dióxido de silicio , o sílice, es un ejemplo de una red covalente. el silicio es tetravalente, lo que significa que formará cuatro enlaces covalentes; En sílice, cada uno de estos enlaces es a un oxígeno. El enlace silicio-oxígeno es muy fuerte y esto hace que la sílice sea una estructura muy estable con un alto punto de fusión. Es el mar de electrones libres en metales lo que los hace buenos conductores eléctricos y térmicos. No hay electrones libres en las sílices u otras redes covalentes, por lo que son malos conductores del calor o la electricidad. cualquier sustancia que sea un mal conductor se llama aislante.
diferentes estructuras covalentes
El carbono es un ejemplo de una sustancia que tiene diferentes estructuras covalentes. El carbono amorfo, como se encuentra en el hollín o el carbón, no tiene estructura repetitiva. El grafito, utilizado en los cables de los lápices y la producción de fibra de carbono, en mucho más ordenado. El grafito comprende capas de átomos de carbono hexagonales de espesor de una capa. El diamante es aún más ordenado, e incluye enlaces de carbono para formar una red rígida, increíblemente fuerte y tetraédrica. Los diamantes se forman bajo calor y presión extremos y el diamante es la más dura de todas las sustancias naturales conocidas. Sin embargo, químicamente, el diamante y el hollín son idénticos. Las diferentes estructuras de elementos o compuestos se llaman alótropos.