Stati di aggregazione

STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA E PRINCIPI DI

TERMODINAMICA

Quando i liquidi sono raffreddati, le forze di attrazione tra di esse

diventano così forti che le loro molecole si avvicinano e il moto

casuale si arresta e si forma un solido. La formazione di un solido

solidificazione.

da un liquido è detta

Alcuni solidi hanno una forma regolare che, in molti casi, è

macroscopicamente evidente. Questa forma regolare spesso riflette

cristallo.

la disposizione delle particelle in un −¿ ¿

+¿ e Cl

Nel sale da tavola, per esempio, gli ioni sono disposti

¿

Na

secondo un sistema cristallino detto cubico.

Anche i metalli consistono di particelle disposte in un reticolo

cristallino regolare (generalmente non cubico), ma qui le particelle

sono atomi piuttosto che ioni. Poiché le particelle in un solido sono

quasi sempre più vicine tra loro di quanto lo siano nel

corrispondente liquido, i solidi hanno quasi sempre una densità più

alta dei liquidi. Un'importante eccezione a questa regola è

rappresentata dal ghiaccio.

Una distinzione fondamentale tra i diversi tipi di solidi è che alcuni

sono cristallini, mentre altri sono amorf.

I solidi cristallini sono quelli in cui atomi, ioni o molecole presentano

una disposizione periodica a lungo raggio. I solidi cristallini possono

essere ulteriormente classificati come ionici, molecolari,

polimerici, covalente (a rete) e metallici.

I solidi amorfi sono invece quelli in cui gli atomi o le molecole sono

disposti senza alcuna periodicità a lungo raggio. I solidi ionici sono

formati da ioni, positivi e negativi, disposti in modo periodico e

tenuti assieme in un reticolo cristallino da legami ionici. La forza di

un legame ionico dipende dalle cariche degli ioni e dalla loro

dimensione, e influenza direttamente le proprietà fisiche del solido.

Per esempio, il cloruro di sodio, , nel quale gli ioni hanno

NaCl

carica 1+ e 1-, ha un punto di fusione di 801°C; l'ossido di

magnesio, , in cui le cariche sono 2+ e 2-, fonde a 2852°C.

MgO

I solidi molecolari consistono invece di molecole tenute assieme da

forze intermolecolari più deboli, quali forze dispersive di London,

interazioni dipolo-dipolo, legami idrogeno. Essendo queste forze

significativamente più deboli dei legami ionici, i solidi molecolari

hanno generalmente punti di fusione molto più bassi di quelli dei

cristalli ionici.

Esistono poi altri tipi di solidi cristallini, nei quali gli atomi sono

legati tra di loro da legami covalenti e l'intero cristallo può essere

considerato come una grande molecola che può contenere fino a

1023 atomi. In questo caso l'intero cristallo è una grande molecola.

"solido covalente a rete"

Questo tipo di solido viene definito o

"network solido". È il caso, per esempio, del diamante. Questi solidi

covalenti hanno altissimi punti di fusione e spesso non possono

neppure essere fusi.