Estado Sólido o Cristalino

      Cuando los líquidos se enfrían suficientemente, se congelan y pasan al estado sólido, se conoce como el punto de congelación de la sustancia.

      Las partículas  de un sólido, ya sean iones o moléculas, no están completamente rígidas, sino que son libres de vibrar dentro de unos espacios definidos, por lo tanto poseen una cierta energía cinética. El único movimiento que poseen las moléculas es de oscilaciones de un lado a otro, siempre guardando un equilibrio.

     Los cuerpos sólidos poseen una forma definida o sea un volumen propio, a no ser que se le someta a temperaturas altas y se fundan.

    Algunas sustancias se transforman directamente en gases, fenómeno conocido como SUBLIMACION.

    Las sustancias en estado sólido son más densas que en sus estados líquido o gaseoso y su rigidez varía considerablemente, a una presión elevada un sólido puede romperse (frágil), extenderse en una hoja delgada (maleable o dúctil), o regresar a su forma original cuando se elimina la fuerza (elástico).

    La posibilidad de que un sólido conduzca la electricidad puede ser muy pequeña o muy grande. Estas diferencias en conductividad así como en las demás propiedades se atribuyen  a las fuerzas radicalmente diferentes que resultan de la interacción de las partículas en los sólidos

    CLASES DE SOLIDOS.- Estructuralmente existen  dos clases de sólidos, los vítreos o amorfos y los cristalinos.

    LAS SUSTANCIAS AMORFAS.- El vidrio, los plásticos se incluyen dentro de los sólidos por tener propiedades físicas muy parecidas a la de los sólidos, pero difieren en su constitución interna.

    En estas sustancias las partículas adoptan una distribución más o menos al azar, están desordenadas, no poseen forma geométrica definida lo que origina propiedades especiales, por ejemplo al romperse muestran una fractura curva en la superficie, cuando se calientan muestran un reblandecimiento gradual y continuo y pasan lentamente a un estado líquido, al no poseer un puinto de fusión claramente definido. Se les llama algunas veces líquidos sobreenfriados, ya que en realidad son líquidos altamente rígidos y extremadamente viscosos, aunque posean propiedades físicas semejantes a las de los sólidos.

     SOLIDOS CRISTALINOS.- Este tipo de sólidos presentan propiedades físicas y químicas definidas y están en función de la constitución química. Sin embargo observamos que presentan puntos de fusión fijos y se rompen siempre a lo largo de superficies definidas.

   CLASIFICACION DE LOS SOLIDOS POR EL TIPO DE ENLACE.-

    Sólidos Iónicos.- En este tipo de compuestos la red cristalina se forma por iones que se mantienen unidos por marcadas fuerzas electrostáticas. Estos iones tienen que ser positivos o negativos. La agrupación no se limita a dos iones de signo opuesto, sino que en torno al ión negativo se crea un campo eléctrico que permite que los iones positivos se sitúen rodeando al anión; lo mismo ocurre alrededor del catión, pero en sentido inverso. El enlace iónico determina muchas de las propiedades de los sólidos iónicos. Presentan puntos de fusión y de ebullición altos, son duros y frágiles, en su estado de fusión son buenos conductores de la electricidad, si contienen cationes y aniones muy cargados son insolubles en agua

    La forma de empaque de los iones depende de los tamaños relativos de las partículas positivas y negativas. Si ambos iones son de aproximadamente el mismo tamaño, el empaque es de tipo cúbico centrado en el cuerpo, por ejemplo, CsCl. Si la relación de radios de los iones positivos a los iones negativos es inferior a la del CsCl, el ampaque es cúbico centrado en las caras, como en el caso del NaCl.

    Sólidos Covalentes.- Estos a su vez se dividen en atómicos y molecualres.

    Atómicos.- Se unen entre sí a través de enlaces normalmente covalentes. El enlace covalente es muy fuerte, poseen estructuras muy compactas, sus puntos de fusión y de ebullición son muy altos, son malos conductores, frágiles duros e insolubles en todos los disolventes (Diamante, Grafito, Cuarzo, etc.).

    Existe una red definida de átomos unidos entre sí mediante enlaces covalentes y es prácticamente imposible señalar una molécula individual de la estructura.

    En la estructura del Diamante, cada átomo de carbono está covalentemente enlazado a otros cuatro átomos distribuidos tetraédricamente. En cada uno de los enlaces C-C, los electrones se encuentran apareados y rígidamente localizados entre los dos átomos. La dureza del Diamante se debe a que cada enlace C-C es una parte integral de una red gigantesca y para lograr una hendidura, esto es, la ruptura de unos cuantos enlaces, es casi necesario romper la totalidad de la pieza.

    Moleculares.- Las fuerzas más pequeñas entre las partículas se encuentran en este tipo de sólidos. Están compuestas de moléculas que son relativamente inertes entre sí. El acomodo de las moléculas en este tipo de cristales esta determinado por sus formas, carácter dipolar y polarizabilidad. Como estas fuerzas son pequeñas, estas sustancias exhiben puntos de fusión y de ebullición bajos, son suaves, frágiles, su conductividad es muy pequeña, debido a que las moléculas mismas están enlazadas por covalencia y la movilidad de electrones entre moléculas es extremadamente pequeña (alcanfor, naftaleno, yodo, etc.).

    La mas importante de éstas fuerzas es la atracción dipolo-dipolo , que es la que existe en  los compuestos covalentes constituidos por moléculas polares. Las moléculas de una gota de agua se atraen entre sí de tal manera que los extremos del oxígeno, mas densos en electrones, se orientan hacia los extremos de hidrógeno de otras moléculas, esto es el átomo de hidrógeno de una molécula es atraído hacia el átomo de oxígeno de otra (puente de hidrógeno). El empaque de las moléculas de un sólido es menos compacto que en el estado líquido; por lo tanto, en el estado sólido existen mas espacios vacíos entre las moléculas. Por esta razón, el volumen del hielo es mayor que el volumen del mismo peso de agua líquida.

    La naturaleza de las propiedades de una sustancia depende de la naturaleza de las partículas unitarias de que está compuesta. A su vez, la naturaleza de las partículas, en sus aspectos tales como la geometría de las moléculas, etc. Depende las estructuras electrónicas de los átomos componentes.

    Sólidos metálicos.- Sus átomos tienen electrones de valencia fácilmente desligables (potencial de ionización bajo) y esto hace que todos los átomos metálicos formen iones positivos. En un trozo de metal, los meollos atómicos se mantienen unidos en un mar de electrones móviles. Por lo tanto , las partículas de un sólido metálico son iones positivos atraídos por los electrones situados entre ellos. Un átomo metálico puede considerarse como un núcleo cuya carga positiva está bien apantallada por los electrones internos, y cuyos escasos electrones de los niveles de valencia, forman una nube móvil que rodea al conjunto.