Sólidos, compostos iônicos, compostos moleculares e suas propriedades.

Os materiais sólidos podem ser cristalinos ou amorfos. O conceito de estrutura cristalina  está relacionado à organização dos átomos de forma geométrica.

As estruturas cristalinas estão presentes em diversos materiais, em que os átomos distribuídos dentro de sua estrutura formam uma rede chamada retículo cristalino. Possuem, portanto, estruturas cristalinas os sais, metais e a maior parte dos minerais.

Estrutura cristalina do NaCl

As moléculas das estruturas cristalinas podem possuir dois tipos de ligações, as direcionais, em que se incluem as covalentes e dipolo-dipolo e as não-direcionais em que estão as ligações metálica, iônica, van der Walls.

As estruturas cristalinas são formadas por células unitárias que são sua unidade básica, pois constituem o menor conjunto de átomos associados encontrados numa estrutura cristalina.

Há sete tipos de sistemas cristalinos que abrangem as substâncias conhecidas pelo homem:

• Cúbico: em que todos os ângulos são iguais a 90º
• Tetragronal: em que todos os ângulos são iguais a 90º
• Ortorrômbico:  em que todos os ângulos são iguais a 90º
• Monoclínico: em que há dois ângulos iguais a 90º e dois ângulos diferentes de 90º
• Triclínico: em que todos ângulos são diferentes e nenhum é igual a 90º
• Hexagonal: em que dois ângulos são iguais a 90º e um ângulo é igual a 120º
• Romboédrico: em que todos os ângulos são iguais, mas diferentes de 90º.

Para cada possível localização dos átomos, íons ou moléculas em determinados pontos, há uma classificação das estruturas cristalinas em redes de Bravais. Assim, pode-se representar por uma tabela com os dados de uma das sete classificações acima, de acordo com o material escolhido.

Estrutura do diamante

É característica dos elementos metálicos a transformação de líquido para sólido, adquirindo aspecto de estruturas densas, como a cúbica de corpo centrado.

Quando o mesmo elemento ou composto químico apresenta diferentes formas cristalinas de acordo com as condições de pressão e temperatura, esse fenômeno é chamado polimorfismo. Como exemplo tem-se o Ferro (Fe), que pode apresentar as estruturas CFC (cristalina cúbica de faces centradas) e CCC (cristalina cúbica de corpo centrado), aspecto que deve ser considerado em sua utilização, como em processos metalúrgicos.  O carbono também é um exemplo de elemento polimórfico, presente no diamante, que é uma estrutura extremamente dura, e também no grafite, que é quebradiço.

A maior parte do conhecimento a respeito das estruturas cristalinas são adquiridas através de técnicas de raio-x, possibilitando a obtenção de informações a respeito da localização correta de cada átomo.

Estrutura do grafite

As estruturas cristalinas possuem características como a piezoeletricidade, que é a capacidade de gerar uma corrente elétrica se houver algum tipo de pressão mecânica; ferroeletricidade que, embora não conduzam corrente elétrica, de acordo com a sua temperatura desenvolvem a polarização espontânea, que pode ser invertida possibilitando a utilização de um campo elétrico externo; efeito piroelétrico em que o aumento de temperatura causará a polarização espontânea, em que se poderá utilizar o campo elétrico gerado na superfície do material e são semicondutores.

Em função destas propriedades, os materiais com estruturas cristalinas são amplamente usados pela indústria na confecção de termômetros, transistores, máquinas fotográficas, relógios e balanças.

Mais o que é Retículo Cristalino Marfran?  Um retículo cristalino é um arranjo tridimensional ordenado de átomos encontrado em sólidos. 
Eles são formados a partir da repetição de um determinado arranjo de átomos, chamado de célula unitária. Estas células unitárias originam os sistemas de cristalização, resultados nas diferentes formas de cristais existentes na natureza.

Achar a energia de rede

ETAPA	PROCESSO	DH, kJ/mol
A - Sublimação	Na(s) Na(g)	+108 (Energia Absorvida)
B - Dissociação	0,5Cl2(g) Cl(g)	+121 (Energia Absorvida)
C - Ionização	Na(g) Na+(g) + e-	+ 495 (Energia Absorvida)
D – A.E.	Cl(g) + e-Cl-(g)	- 348(Libera Energia)
E – Formação do NaCl(s)	Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s)	-787(Libera Energia)
TOTAL	Na(s)+ 0,5Cl-(g) NaCl(s)	- 411(Energia Liberada)

Tipo de ligação

Quanto ao tipo de ligação as substâncias são classificadas em Iônicas,  Moleculares ou Metálicas. 

As substâncias iônicas têm pelo menos uma ligação iônica.
Exemplo: NaCl (cloreto de sódio)
NaNO2 (nitrito de sódio)

As substâncias iônicas têm elevados pontos de ebulição e fusão; muitas delas, ao serem dissolvidas na água, têm os seus íons separados por ação da água num processo chamado dissociação iônica; conduzem corrente elétrica em solução aquosa.

Tabela com outros exemplos de substâncias iônicas:

SUBSTÂNCIA IÔNICA	DESCRIÇÃO
SULFATO DE BÁRIO	USADO EM ESTUDOS DE RAIOS X NO TRATO GASTRINTESTINAL
ÓXIDO DE CÁLCIO	CAL
CARBONATO DE CÁLCIO	MÁRMORE
ÓXIDO FÉRRICO	FERRUGEM
HIDRÓXIDO DE MAGNÉSIO	ANTIÁCIDO
HIDRÓXIDO DE SÓDIO	SODA CÁUSTICA

As substâncias moleculares são formadas exclusivamente por ligações covalentes. Em geral, tem baixa temperatura de ebulição e de fusão. A maioria delas não conduz eletricidade em solução aquosa. Formam moléculas.
Exemplos: água (H2O) ; amônia (NH3)

Ponto de fusão:

                O ponto de fusão depende das forças existentes entre as moléculas (ou entre íons, no caso dos cristais iônicos) da substância sólida. Se estiverem fortemente ligadas umas às outras, a temperatura necessária para separa-la deve ser elevada, para dispô-las em sua nova forma, o líquido. Compostos que possuem fortes interações entre partículas, terão maiores pontos de fusão.

COMPOSTOS IÔNICOS  E COMPOSTOS MOLECULARES

1. Compostos iônicos

Os compostos iônicos são constituídos por íons positivos e negativos, dispostos de maneira

regular formando um retículo cristalino. Para que ocorra a fusão do retículo precisamos de uma

considerável energia, por isso os compostos iônicos possuem elevado ponto de fusão e ebulição,

geralmente são sólidos e muito duros.

Quanto mais fortes forem as interações intermoleculares, maior o ponto de fusão. Compostos

contendo moléculas polares possui ponto de fusão mais alto que moléculas apolares.

2. Compostos Moleculares 

Pelo fato de apresentarem baixa atração entre suas moléculas, a energia necessária para separá-las e fazê-las mudar de estado de agregação é pequena, por isso seus pontos de ebulição e de fusão são inferiores aos das substâncias iônicas. Esse fato também varia proporcionalmente com a massa molar e as forças de intermoleculares dos compostos, ou seja, com o aumento da massa molar e da intensidade das forças intermoleculares, os pontos de fusão e de ebulição aumentam e vice-versa.

Condução de corrente elétrica

Para que haja condução de corrente elétrica é necessária a presença de elétrons livres, com

mobilidade. Os compostos iônicos não conduzem corrente na fase sólida (quando os elétrons

estão firmemente ligados uns aos outros), mas conduzem na fase líquida ou em solução aquosa,

quando os íons adquirem mobilidade.

O composto que se dissolve originando uma solução que conduz corrente elétrica (solução

eletrolítica) é chamado de eletrólito.

Bons estudos.