10° QUÍMICA

Un cuerpo sólido,se distingue por su rigidez: existen fuerzas de atracción fuertes entre sus moléculas y por lo tanto, un movimiento mínimo de tales partículas. Su densidad es alta.

Los sólidos presentan propiedades específicas:

• Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un elástico o un resorte son objetos en los que podemos observar esta propiedad.
• Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo).
• Dureza: Un sólido es duro cuando no puede ser rayado por otro más blando. El diamante es un ejemplo de sólido con dureza elevada.

El sólido más ligero conocido es un material artificial, el aerogel, que tiene una densidad de 1,9 mg/cm³, mientras que el más denso es un metal, el osmio (Os), que tiene una densidad de 22,6 g/cm³. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas.

Manteniendo constante la presión, a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida tal que los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente rígidos, duros y resistentes. El estado sólido presenta las siguientes características:

Los sólidos tienen, en general, forma fija porque las fuerzas existentes entre las partículas impiden que estas de desplacen a un lado de otro.

Los sólidos tienen volumen fijo porque las partículas que los forman están ocupando posiciones fijas en el espacio, con unas fuerzas intensas que las mantienen unidas y evitan que una partícula se aleje o se acerque mucho a otra.

Los sólidos no se pueden comprimir, que las partículas que los forman están bastante juntas.

Cuando aumenta la temperatura, los sólidos se dilatan. Esto ocurre porque las partículas que los forman pueden vibrar más rápidamente.

Hemos visto que los sólidos conservan su forma y su volumen, y que racionalizamos esto como un efecto de las fuertes interacciones intermoleculares del sólido. Cuando las moléculas que componen un sólido están acomodadas regularmente, decimos que forman un cristal. Y al sólido correspondiente le llamamos sólido cristalino o fase cristalina. Existen muchos ejemplos de sólidos cristalinos como por ejemplo, la sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) y el azúcar (sacarosa, C₁₂H₂₂O₁₁). Es fácil reconocer estos sólidos como cristalinos porque las partículas macroscópicas que los forman (los cristales) tienen formas regulares: si examinamos cristales de cloruro de sodio bajo una lente de aumento, veremos que los cristales tienen forma de pequeños cubos. Una característica notable de los sólidos cristalinos es que su fractura es regular, esto es, al partirlos siguen líneas y planos muy regulares. Así, si molemos los cristales de sal y los examinamos bajo un mayor aumento, veremos que siguen conservando formas muy regulares cúbicas. Al mencionar la palabra cristal, quizá el lector pensó en los vidrios de las ventanas. Ciertamente podemos considerarlos sólidos: mantienen su forma y su volumen, pero si quebramos un vidrio de una ventana (digamos, jugando fútbol) veremos que los cortes no son regulares. Hay muchos bordes filosos y su fractura es muy caprichosa. Esto es debido a que el vidrio no es un sólido cristalino, sino un sólido amorfo. Esto significa que, si pudiéramos verlo a escala molecular, veríamos que sus moléculas están relativamente fijas en sus posiciones, pero el arreglo no es regular. Algo así como si mezcláramos muchas partículas de la misma forma con una melaza muy viscosa. Las partículas tendrían poca libertad de movimiento, debido a la viscosidad del medio, pero no estarían dispuestas regularmente. Este comportamiento del vidrio es muy característico, y cuando un sólido presenta un comportamiento similar decimos que presenta comportamiento vítreo. Hay que aclarar que no todos los sólidos amorfos son vítreos. También conviene acostumbrarnos al significado químico de la palabra cristal. En el lenguaje coloquial utilizamos cristal como sinónimo de vidrio. En química, ambos términos tienen significados bien definidos y diferentes.

CRISTALES

Los cristales son cuerpos homogéneos, con superficies planas y lisas llamadas caras, que es la expresión de un estructura interna ordenada. Todo compuesto cristalino tiene una forma definida. Estas son formas geométricas que reciben el nombre de sistemas cristalinos.

Sustancias distintas como la sal común y el diamante cristalizan en el mismo sistema cristalino, cúbico, por esto se denomina isomórficas.

Hay sustancias que pueden cristalizar en varias formas y se denominan polifórmicas. El azufre puede cristalizar en sistema rómbico y monoclínico.

PREGUNTA: ¿Cómo son los sólidos amorfos?