Lo stato solido

Lo stato solido Lo stato solido GENERALITA' Un solido è inteso come un cristallo, cioè come una porzione di materia che oltre a possedere forma propria ed essere incompressibile, possiede anche una sua struttura cristallina. Il reticolo cristallino di un solido (svelato mediante uso di raggi x) risulta dalla ripetizione nelle tre dimensioni dello spazio di una cella elementare (o primitiva), che costituisce una piccola porzione del reticolo stesso. Esistono sostanze che dal punto di vista della incompressibilità e della rigidità potrebbero essere definiti solidi, ma che non lo sono perché privi di struttura cristallina, questi tipi di solidi vengono chiamati solidi amorfi(es. il vetro). Le particelle che costituiscono il reticolo cristallino di un solido, pur non essendo libere di muoversi come le particelle di un gas o di un liquido, non sono però immobili, in quanto possiedono un moto vibratorio. Le particelle si un solido sono legate fra loro da legami chimici, la natura delle quali impartisce al solido certe caratteristiche generali. Si usa dividere i solidi in classi a seconda del tipo di legame che tiene unite tra loro le particelle. I CRISTALLI La struttura cristallina è la caratteristica più importante dello stato solido. Essa scaturisce da un organizzazione interna ordinata delle particelle che si manifesta anche all'esterno con forme geometriche particolari, denominati CRISTALLI. In un cristallo le particelle, siano esse atomi, ioni o molecole sono disposte secondo una struttura ordinata che si ripete nelle tre dimensioni dello spazio. Il nome di tale struttura ordinata è RETICOLO CRISTALLINO. Esso non ha dimensioni definite e si ripete più volte per tutto il volume del reticolo cristallino considerato. La CELLA ELEMENTARE è l'unità minima del reticolo, che, ripetuta nelle tre direzioni dello spazio, genera il cristallo complessivo. Figura 1 Cella elementare del reticolo cristallino di NaCl Na+ Cl - Le tre direzioni lungo le quali si immaginano di far sviluppare la celle elementare rappresentano gli ASSI CRISTALLOGRAFICI e vengono indicati con le lettere x, y, z. Essi vengono individuati dei tre spigoli di convergenza dei un cristallo, mentre gli angoli da esse individuate con gli ANGOLI CRISTALLOGRAFICI e vengono indicati con le lettere ?, ?, γ? Le lunghezze dei tre spigoli delle celle elementari costituiscono i PERIODI e vengono indicati con le lettere a, b, c. Z c ? ? b Y γ a X I cristalli presentano una grande varietà di reticoli cristallini ma questi sono riconducibili sette forme geometriche, cui corrispondono i sette sistemi cristallini: CUBICO, TETRAGONALE, ORTOROMBICO, MONOCLINO, TRICLINO, ROMBOEDRICO, ESAGONALE. SOLIDI COVALENTI In questi i nodi reticolari sono occupati da atomi legati fra loro da legami covalenti. Poiché i valori dell'energie di tali legami sono di norma assai elevati, in questa classe si ritrovano sostanze con elevatissime temperature di fusione, durissime (es. diamante) e con bassissime proprie