Estado sólido

Qual é o estado sólido?

Ele Estado sólido É uma das principais formas em que a matéria é adicionada para criar corpos condensados ​​ou sólidos. Toda a crosta da Terra, deixando de fora os mares e oceanos, é um conglomerado sólido variado. Exemplos de objetos de estado sólidos são um livro, um grãos de pedra ou areia.

Podemos interagir com sólidos graças à repulsão de nossos elétrons com os de seus átomos ou moléculas. Ao contrário de líquidos e gases, desde que não sejam severamente tóxicos, nossas mãos não podem atravessá -los, mas os quebram ou os absorvam.

Os sólidos geralmente são muito mais fáceis de manipular ou armazenar do que um líquido ou um gás. A menos que suas partículas sejam finamente divididas, uma corrente eólica não a transportará para outras direções; Eles são fixados no espaço definido pelas interações intermoleculares de seus átomos, íons ou moléculas.

Características de sólidos

-Eles definiram massa, volume e formas. Um gás, por exemplo, não tem um fim ou partida, porque depende do recipiente que o armazena.

-Eles são muito densos. Os sólidos tendem a ser mais densos que líquidos e gases; Embora existam algumas exceções à regra, especialmente quando líquidos e sólidos são comparados.

-As distâncias que separam suas partículas são curtas. Isso significa que eles foram muito coesos ou compactados em seu respectivo volume.

-Suas interações intermoleculares são muito fortes, caso contrário, não existiriam como tal e derreteriam ou sublimam em condições terrestres.

-A mobilidade dos sólidos é geralmente bastante limitada, não apenas do ponto de vista material, mas também molecular. Suas partículas estão confinadas em uma posição fixa, onde só podem vibrar, mas não se mover ou girar (em teoria).

Propriedades sólidas

Pontos de fusão

Todos os sólidos, a menos que se decomponham no processo, e independentemente de serem ou não bons condutores de calor, eles podem passar para o estado líquido a uma certa temperatura: seu ponto de fusão. Quando essa temperatura é atingida, suas partículas finalmente conseguem fluir e escapar de suas posições fixas.

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Este ponto de fusão dependerá da natureza do sólido, de suas interações, da massa molar e da energia reticular cristalina. Como regra geral, sólidos iônicos e redes covalentes (como diamante e diamioxido de silício) geralmente têm os pontos de fusão mais altos; enquanto sólidos moleculares, os mais baixos.

A imagem a seguir mostra como um cubo de gelo (estado sólido) vai para o estado líquido:

Estociometria

Muitos dos sólidos são moleculares, pois são compostos cujas interações intermoleculares permitem coesas de tal maneira. No entanto, muitos outros são iônicos ou parcialmente iônicos, portanto suas unidades não são moléculas, mas células: um conjunto de átomos ou íons dispostos em ordem ordenada.

É aqui que essas fórmulas sólidas devem respeitar a neutralidade das cargas, indicando sua composição e relacionamentos estequiométricos. Por exemplo, o sólido cuja fórmula hipotética é₂B₄QUALQUER₂ Ele ressalta que tem a mesma quantidade de átomos em O (2: 2), enquanto ele tem o dobro do número de átomos de B (2: 4).

Observe que os subscritos da fórmula A₂B₄QUALQUER₂ Eles são inteiros, o que mostra que é um sólido estequiométrico. A composição de muitos sólidos é descrita através dessas fórmulas. As cargas de A, B e ou devem adicionar igual a zero, porque, caso contrário, haveria uma carga positiva ou negativa.

Para sólidos, é especialmente útil saber como interpretar suas fórmulas, pois, geralmente, as composições de líquidos e gases são mais simples.

Defeitos

Estruturas sólidas não são perfeitas; Eles apresentam imperfeições ou defeitos, por mais cristalinos que possam ser. Isso não acontece com líquidos ou gases. Não há regiões de água líquida que possam ser ditas com antecedência que elas são "deslocadas" em relação ao ambiente.

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Tais defeitos são responsáveis ​​por os sólidos serem rígidos e quebradiços, manifestam propriedades como pirroeletricidade e piezoeletricidade ou deixar de ter composições definidas; isto é, eles são sólidos não -estoquiométricos (por exemplo, para_0,4B_1.3QUALQUER_0,5).

Reatividade

Os sólidos são geralmente menos reativos que líquidos e gases; Mas não devido a causas químicas, mas ao fato de que suas estruturas impedem os reagentes de atacar as partículas por dentro, reagindo primeiro com as de sua superfície. Portanto, as reações envolvidas em sólidos são geralmente mais lentas; A menos que sejam pulverizados.

Quando um sólido é empoeirado, suas partículas menores têm uma área ou superfície maior para reagir. É por isso que os sólidos finos geralmente são rotulados como reagentes potencialmente perigosos, pois podem ser inflamados rapidamente ou reagem vigorosamente em contato com outras substâncias ou compostos.

Muitas vezes, os sólidos se dissolvem em um meio de reação para homogeneizar o sistema e realizar uma síntese com maior desempenho.

Físico

Com exceção do ponto de fusão e defeitos, o que foi dito até agora corresponde mais às propriedades químicas dos sólidos do que às suas propriedades físicas. A física dos materiais está profundamente focada em como leve, som, elétrons e calor interagem com sólidos, seja cristalino, amorfo, molecular, etc.

É aqui onde o que é conhecido por plástico, elástico, rígido, opaco, transparente, supercondutor, fotoelétrico, microporoso, ferromagnético, isolante ou semicondutor ou semicondutor.

Na química, por exemplo, os materiais que não absorvem radiação ultravioleta ou luz visível são interessantes, porque com eles são feitos células de medição para espectrofotômetros UV-vis. Da mesma maneira, isso acontece com a radiação infravermelha, quando você deseja caracterizar um composto obtendo seu espectro IR ou estudando o progresso de uma reação.

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O estudo e a manipulação de todas as propriedades físicas dos sólidos requer uma dedicação enorme, bem como sua síntese e design, escolhendo "partes" de construção inorgânica, biológica, orgânica ou organometálica, para novos materiais, para novos materiais.

Exemplos de sólidos

• Cloreto de sódio (NACL), ou sal comum. Este é um sólido cristalino de tipo iônico, o que significa que ele tem um íon com carga negativa e uma com uma carga positiva.
• Óxido de aluminio (Al2O3), é um material de cerâmica usado em esmaltes e argilas. É um sólido cristalino iônico.
• Cloreto de bário (BACL2) é um tóxico e solúvel em água. Este também é um cristal iônico.
• Você sai. As vendas em geral são sólidos cristalinos iônicos.
• Silicatos. Estes são os que abundam no planeta Terra, sendo compostos de silício e oxigênio. Eles são sólidos cristalinos iônicos.
• Gelo. Este é um exemplo de sólido cristalino molecular.
• Açúcar (C12H22011). Como o gelo, é um sólido cristalino e molecular, que pode ser dissolvido na água.
• Ácido benzóico. Sólido cristalino molecular.
• Diamante. Esta pedra preciosa é um exemplo de uma rede covalente sólida.
• Ametista. Como o diamante, a ametista é um cristal covalente.
• Esmeralda. Sólido cristalino vermelho covalente.
• Safira. Sólido cristalino vermelho covalente.
• Rubi. É um cristal covalente.
• Grafite. Sólido cristalino covalente.
• Quartzo. Sólido cristalino covalente.
• Lítio (Li). Sólido cristalino metálico.
• Cálcio (AC). Sólido cristalino metálico.
• Sódio (N / D). Sólido cristalino metálico.
• Polipropileno. Tipo amorfo sólido.
• Nylon. Sólido amorfo.
• Vidro. Sólido amorfo.
• Borracha. Sólido amorfo.
• Gel. Tipo amorfo sólido.
• Plástico. Sólido amorfo.
• Cera. Sólido amorfo.
• Polietileno. Sólido amorfo.
• Silicone. Sólido amorfo.
• Alcatrão. Sólido amorfo. 
• Algodão doce. Sólido amorfo.

Referências

1. Química de estado sólido. Recuperado de: em.Wikipedia.org
2. Dr. Michael Lufaso. (s.F.). Notas de aula de química de estado sólido. Recuperado de: UNF.Edu
3. Características gerais do estado sólido. Recuperado de: Askiitians.com