Tecnologia dei Materiali e Chimica Applicata: Appunti di Teoria

Classificazione dei materiali

Ossidi

Ossidi - Combinazione di metalli e non metalli con ossigeno.

Metalli

I metalli si trovano a sinistra e al centro della tavola periodica e tendono a perdere elettroni per realizzare la stabilità con il gas nobile più vicino per numero atomico.

Proprietà:

• Alta lucentezza
• Malleabili e duttili
• Buona conducibilità termica ed elettrica
• Perdono elettroni per formare ioni positivi

Non metalli

I non metalli si trovano a destra della tavola periodica e tendono ad acquistare elettroni per realizzare la stabilità con i gas nobili.

Proprietà:

• Bassa lucentezza
• Fragili
• Scarsa conducibilità
• Acquistano elettroni: formano ioni negativi

Tra le due categorie esistono anche i semimetalli che hanno proprietà intermedie.

Metallo (non metallo) + ossigeno = ossido. In questi casi l'ossigeno ha sempre numero di ossidazione uguale a -2.

Classificazione dei materiali

Ossidi - Combinazione di metalli e non metalli con ossigeno.

I metalli si trovano a sinistra e al centro della tavola periodica. Tendono a perdere elettroni per realizzare la stabilità con il gas nobile più vicino per numero atomico.

Proprietà:

• Alta lucentezza
• Malleabili e duttili
• Buona conducibilità termica ed elettrica
• Perdono elettroni per formare ioni positivi

I non metalli si trovano a destra della tavola periodica. Tendono ad acquistare elettroni per realizzare la stabilità con gas nobili.

Proprietà:

• Bassa lucentezza
• Fragili
• Scarsa conducibilità
• Acquistano elettroni e formano ioni negativi

Tra le due categorie esistono anche i semimetalli che hanno proprietà intermedie.

Metallo (non metallo) + Ossigeno = Ossido. In questi casi l'ossigeno ha sempre numero di ossidazione uguale a -2.

In particolare

Metallo + Ossigeno = Ossidi basici

Non metallo + Ossigeno = Ossidi acidi (anidridi)

Materiali solidi "rigidi"

• Crystallini
• Ionici
• Covalenti
• Misti
• Metalllici
• Non cristallini (amorfosi)
• A legami primari
  • Vetri
  • Terre cotte, laterizi
  • Resine
• A legami primari e secondari
  • Resine termoplastiche
  • Legno, ossa, compositi

Legami e classificazione (2 categorie)

Solidi cristallini - Struttura interna ordinata chiamata struttura cristallina. Situazione spaziale regolare, le particelle che costituiscono il solido oscillano attorno a posizioni di equilibrio che nell’insieme definiscono il reticolo cristallino del solido.

I solidi cristallini hanno una temperatura di fusione molto netta. Molto importante è l’anisotropia: proprietà di una sostanza, per cui i valori delle sue grandezze fisiche dipendono dalla direzione che viene considerata.

Solidi non cristallini - Hanno una struttura disordinata → detti amorfi. I solidi amorfi sono isotropi, non hanno temperatura di fusione netta, ma hanno un certo intervallo di rammollimento prima di fondere.

* Per riconoscere i due materiali si fa la diffrazione a raggi X (Rx).

Possiamo immaginare gli atomi come sfere rigide e i collegamenti tra essi come molle con tensioni più o meno forti. Se la molla è più rigida il materiale avrà maggior resistenza meccanica (e viceversa sarà più debole), gli atomi legati fra loro formano molecole. Una molecola è formata da 2 o più atomi uguali o diversi, uniti da legami chimici, da cui poi derivano le caratteristiche del materiale.

• Ionico
• Covalente
• Misto
• Metallico
• Fragili
• Ducilili

Legame ionico

Si forma quando tra 2 atomi la differenza di elettronegatività è grande. Gli atomi tendono a cedere o acquistare elettroni così da raggiungere l'ottetto stabile. Il legame ionico è la forza di attrazione elettrostatica tra gli ioni di carica opposta.

NaCl → Na⁺ Cl⁻

Si chiama anche legame salino perché tipico dei sali. A differenza del legame covalente non si formano molecole ma composti ionici per le forze attrattive tra gli ioni positivi e negativi. Nel legame ionico ogni ione è una unità a sé stante.