Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...

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SÓLIDOS – Estruturas Cristalinas e Propriedades Dos três estados básicos da matéria – sólido, líquido e gasoso –, o sólido é o que apresenta uma maior regularidade na disposição espacial dos seus átomos, íons ou moléculas. Em outras palavras, as características superficiais altamente regulares de um cristal são um reflexo da repetição de um arranjo ordenado dos átomos, moléculas ou íons que existem dentro dele. Os líquidos e os gases podem transformar-se em um “sólido” quando resfriados a uma suficientemente baixa. Quando isso ocorre, as moléculas se movimentam tão lentamente que as forças intemoleculares aproxima-as o suficiente para formar um sólido. Classificação dos Sólidos Os sólidos podem, em princípio, se enquadrar em duas categorias principais, quais sejam: ♦ Sólidos cristalinos ⇒ são aqueles em que os átomos, íons ou moléculas se encontram dispostos segundo um arranjo ordenado denominado “retículo”; ex. ligas metálicas (latão), NaCl, etc. ♦ Sólidos amorfos ⇒ são aqueles nos quais os átomos, íons ou moléculas se encontram segundo um arranjo desordenado, tal como ocorre com vidro, a borracha, etc. A Fig. 62 ilustra as duas classes gerais de sólidos mencionadas. Fig. 62 - Estrutura: a) quartzo (arranjo ordenado); b) vidro (arranjo desordenado) Além das características mencionadas, os sólidos cristalinos apresentam usualmente superfícies planas bem-definidas denominadas de “faces do cristal” (Fig. 63), que determinam ângulos definidos entre si. Além disso, cada face é o lado de uma pilha de átomos, moléculas ou íons. Por outro lado, os sólidos amorfos não possuem faces bem-definidas, a menos que tenham sido moldados ou cortados. 105
Fig. 63 - Ilustração das faces de um cristal. É importante salientar que o arranjo de átomos, íons e moléculas dentro de um cristal é determinado por uma técnica conhecida como “difração de raios X”, cujos princípios serão discutidos adiante. É possível fazer uma classificação dos sólidos cristalinos de acordo com a natureza das ligações que agregam seus átomos, íons ou moléculas, como: • Sólidos iônicos ⇒ consistem de cátions e ânions unidos por forças eletrostáticas; • Sólidos moleculares ⇒ formados por conjuntos de moléculas discretas mantidas por forças intermoleculares. • Sólidos reticulares ⇒ são constituídos de átomos ligados a outros por ligações covalentes; • Sólidos metálicos ⇒ consistem de cátions mantidos coesos por um mar de elétrons; A Tab. 15, mostrada a seguir, apresenta exemplos de cada um dos tipos de sólidos e suas principais características. Tab. 15 - Características típicas de sólidos. Via de regra, as propriedades observadas nos sólidos nos levam a crer que suas características mais detalhadas relacionam-se com a natureza das forças que mantêm unido o retículo cristalino. As estruturas e propriedades dos diferentes tipos de sólidos cristalinos são descritas e discutidas a seguir. 106
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