Lo Stato Solido Lo stato solido è lo stato di aggregazione della materia in cui le forze attrattive tra le particelle (ioni, atomi, molecole) prevalgono largamente sull’effetto dell’agitazione termica. Libertà di movimento quasi completamente soppressa: rimangono possibili solo oscillazioni intorno alla posizione di equilibrio (moti vibrazionali). Più deboli sono le forze attrattive e più bassa sarà la temperatura alla quale si ha il passaggio allo stato liquido. Allo stato solido la materia possiede un proprio volume ed una forma propria

Classificazione dei solidi I silidi Cristallini Sono caratterizzati da una disposizione ordinata degli atomi (ioni, molecole) secondo un ben definito RETICOLO CRISTALLINO. Solidi AMORFI Sono caratterizzati da una disposizione disordinata degli atomi (ioni, molecole) paragonabile a quella presente nei liquidi. Tipico esempio di solidi amorfi sono i VETRI.

Solidi CRISTALLINI Sono caratterizzati da una disposizione ordinata degli atomi (ioni, molecole) secondo un ben definito RETICOLO CRISTALLINO. Caratteristica dei reticoli cristallini è la CELLA ELEMENTARE, vale a dire l’unità strutturale minima la cui ripetizione nelle tre dimensioni dello spazio può generare l’intero reticolo.

Le interazioni allo stato solido I solidi possono essere classificati come: Solidi Ionici Solidi Covalenti Solidi Molecolari Solidi Metallici

Solidi Amorfi La loro struttura è simile alla struttura di una fase liquida Le molecole o gli atomi sono disposti in aggregati ordinati solo per brevi distanze Le proprietà fisiche sono isotrope Non fondono ad una temperatura definita Non sono stabili

Solidi Amorfi Consideriamo un composto di formula empirica SiO2. Si tratta di un sistema in cui un atomo di Si è legato mediante legame covalente con quattro atomi di ossigeno posti ai vertici di un tetraedro. In natura lo si trova sotto forma di : SOLIDO CRISTALLINO: Quarzo SOLIDO AMORFO: Vetro

QUARZO: Solido Cristallino

VETRO: Solido Amorfo

RETICOLO CRISTALLINO

RETICOLO CRISTALLINO

CELLE ELEMENTARI

Pirite (FeS2)

Solidi Ionici La scoperta della struttura del NaCl fu una scoperta sconvolgente. Essa è costituita da una matrice di ioni positivi (Na+) immersa in una matrice di ioni negativi (Cl-) o viceversa. Il fatto fondamentale è che non è possibile identificare un’unità molecolare NaCl.

CLORURO DI SODIO NaCl

Solidi Ionici Le Forze che mantengono assieme i cristalli ionici sono semplici forza coulombiane. Poiché un reticolo ionico contiene ioni di segno uguale ed opposto, si instaura un equilibrio tra forze repulsive ed attrattive I cristalli ionici vengono stabilizzati dalla predominanza di quelle attrattive

CLORURO DI SODIO NaCl

Proprietà dei Solidi Ionici Hanno temperature di fusione tra i 400° ed 1000° Sono relativamente duri e fragili Non conducono la corrente elettrica allo stato solido Conducono la corrente elettrica allo stato fuso

Solidi Covalenti Reticolari I solidi covalenti reticolari sono dei solidi nei quali l’interazione che origina il solido è un legame covalente che si stabilisce tra tutti gli atomi del cristallo Un cristallo di un solido covalente può essere considerato come una gigantesca molecola

DIAMANTE

GRAFITE

GRAFITE

Diamante vs. Grafite Il Diamante è un solido duro, ma fragile. E’ trasparente alla luce ed è un isolante (resistività  10-10  cm-1) La grafite è un solido facilmente sfaldabile lungo i piani. Assorbe tutta la luce (è nero) e conduce la corrente elettrica (resistività lungo i piani  1,4 x 10-3  cm-1, resistività perpendicolare ai piani 10-5  cm-1)

Solidi Molecolari In questi solidi nei nodi del reticolo cristallino sono presenti delle molecole isolate. Le interazioni che si stabiliscono tra le molecole sono di natura dipolare (dipolo permanente - dipolo permanente, dipolo permanente - dipolo indotto, dipolo istantaneo - dipolo istantaneo).

Proprietà dei Solidi Molecolari I solidi molecolari non hanno una particolare durezza o fragilità. Hanno temperature di fusione dell’ordine delle poche centinaia di gradi Sono dei pessimi conduttori di corrente elettrica

Proprietà dei Metalli Malleabilità: i metalli possono esser facilmente ridotti in lamine sottili per battitura Duttilità:i metalli possono essere tirati in fili. Elevata Conducibilità Termica Elevata Conducibilità Elettrica Lucentezza

Il Legame Metallico Analizzando le strutture a massimo impacchetta-mento, si nota come ciascun atomo di un metallo è circondato da un elevato numero di altri atomi. L’interazione che tiene insieme un metallo non può essere basata su nessun modello che preveda localizzazione di elettroni intorno ad un atomo.