Contenuto
- Lattice Caratteristiche strutturali
- Energia metallica della grata
- Strutture inorganiche covalenti
- Diverse strutture covalenti
A livello atomico i solidi hanno tre strutture di base.Molecole di vetri e argille sono molto disordinate, senza struttura o motivo ripetitivi alla loro disposizione: sono chiamati solidi amorfi. Metalli, leghe e sali esistono come reticoli, così come alcuni tipi di composti non metallici, inclusi gli ossidi di silicio e le forme di grafite e diamante del carbonio. Le grate comprendono unità ripetitive, la più piccola delle quali è chiamata cella unitaria. La cella unitaria contiene tutte le informazioni necessarie per costruire una macrostruttura reticolare di qualsiasi dimensione.
Lattice Caratteristiche strutturali
Tutti i reticoli sono caratterizzati dall'essere altamente ordinati, con i loro atomi costituenti o ioni tenuti in posizione a intervalli regolari. Il legame in reticoli metallici è elettrostatico, mentre il legame in ossidi di silicio, grafite e diamante è covalente. In tutti i tipi di reticolo le particelle costituenti sono disposte nella configurazione più energicamente favorevole.
Energia metallica della grata
I metalli esistono come ioni positivi in un mare o nuvola di elettroni delocalizzati. Il rame, ad esempio, esiste come ioni di rame (II) in un mare di elettroni, con ciascun atomo di rame che ha donato due elettroni a questo mare. È l'energia elettrostatica tra gli ioni metallici e gli elettroni che dà al reticolo il suo ordine e senza questa energia il solido sarebbe un vapore. La forza di un reticolo metallico è definita dalla sua energia reticolare, che è il cambiamento di energia quando si forma una mole di un reticolo solido dai suoi atomi costituenti. I legami metallici sono molto forti, motivo per cui i metalli tendono ad avere alte temperature di fusione, la fusione è il punto in cui si rompe il reticolo solido.
Strutture inorganiche covalenti
Il biossido di silicio o silice è un esempio di reticolo covalente. Il silicio è tetravalente, nel senso che formerà quattro legami covalenti; in silice ciascuno di questi legami è con un ossigeno. Il legame silicio-ossigeno è molto forte e questo rende la silice una struttura molto stabile con un alto punto di fusione. È il mare di elettroni liberi nei metalli che li rende buoni conduttori elettrici e termici. Non ci sono elettroni liberi in silici o altri reticoli covalenti, motivo per cui sono cattivi conduttori di calore o elettricità. Qualsiasi sostanza che è un cattivo conduttore viene chiamata isolante.
Diverse strutture covalenti
Il carbonio è un esempio di una sostanza che ha diverse strutture covalenti. Il carbonio amorfo, come si trova nella fuliggine o nel carbone, non ha struttura ripetitiva. La grafite, utilizzata nelle maglie delle matite e nella produzione di fibra di carbonio, è molto più ordinata. La grafite comprende strati di atomi di carbonio esagonali di uno strato di spessore. Il diamante è ancora più ordinato, comprendente legami di carboni insieme per formare un reticolo tetraedrico rigido, incredibilmente forte. I diamanti si formano sotto il calore e la pressione estremi e il diamante è la più dura di tutte le sostanze naturali conosciute. Chimicamente, diamante e fuliggine sono identici. Le diverse strutture di elementi o composti sono chiamate allotropi.