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Introducción0  En el estado sólido, los compuestos  iónicos  y metálicos  poseen arreglos

ordenados de átomos o iones y forman materiales cristalinos con estructurasen red.Similitud Su estudio consideraempaquetamiento deátomos esféricos o iones.

Diferencia

Propiedades diferentes debido altipo de enlaceIónicos = iónico (aislantes)

Metálicos = covalente (conductores)

Catión. Ion cargado positivamente. (Átomo neutro – electrones)Anión. Ion cargado negativamente. (Átomo neutro + electrones)

Nota: aunque todos los compuestos iónicos y metálicos tengan estructurastridimensionales, no todas las estructuras tridimensionales son compuestosiónicos o metálicos.

Tarea-ejercicio. Leer acerca del empaquetamiento compacto cúbico y hexagonal.

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La celda unitaria0  Es un concepto fundamental en

química del estado sólido

0  Contiene la lnformación necesariapara construir una red infinita

Una celda unidad es la unidad

más pequeña que se repite enuna red de estado sólido

ABA ABC

Número de coordinación: 12

Cúbica Hexagonal

Celdas unitarias

Tarea-ejercicio: Leer acerca de los tipos de huecos.

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Tamaño de los iones0  Es importante hablar del tamaño de los iones, antes de comenzar con la

estructura de los sólidos iónicos y definir el concepto deradio iónico

.El proceso de ionización produce:Contracción de las especies nube electrónica menorExpansión de las especies  nube electrónica mayor.

El radio iónico

Aunque desde el punto de vista de la mecánica-ondulatoria, el radio de un ion (rion)individual no tiene sentido físico, para propósitos de cristalografía descriptiva, esconveniente tener datos de rayos X, por medio de los cuales se pueden conocer lasdistancias interatómicas de compuestos iónicos.

Distancia internuclear entre un catióny el anión más cercano en una red catión aniónr r 

Modelo que involucra iones como esferas duras, con carga opuesta en la red.

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Tamaño de los iones0  Como la designación del radio de cada ion es arbitrario, mencionaremos 3

enfoques.

1. Landé supuso que las estructuras sólidas de los halurosde litio (LiX), los aniones están en contacto unos con otros.- Primero encuentra el radio del anión y luego el del

catión.

2. Pauling consideró series de haluros de metales alcalinos(NaF, KCl, RbBr, CsI), siendo ambos isoelectrónicos.

- Él consideró que el radio de cada ion era inversamente proporcional a sucarga nuclear efectiva menos una cantidad debida a los efectos deapantallamiento (Reglas de Slater).

3. Goldschmidt   y Shannon & Prewitt , se concentraron en análisis de datosexperimentales de fluoruros y óxidos. Generar una base de datos que cuando secombinaran en pares reprodujeran las distancias observadas previamente.

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Tendencia del radio iónico en la tabla periódica

0  No debería haber diferencia significativa entre los tres enfoques.

0  Hay una dependencia entre el radio iónico y el número de coordinación.

0  Los valores de radios se encuentran en el apéndice 6, de química inorgánica deHousecroft.

Tarea-ejercicio. Leer acerca de las reglas de las relaciones de radios.

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Redes iónicas0  En esta parte veremos algunos tipos de estructuras comunes adoptadas por

compuestos iónicos de fórmula: MX, MX2 o M2X.

Tarea 1. Investigar cómo se lleva a cabo la determinación de estructuras por medio de rayos X.Características y limitaciones.

La red del cloruro de sodio (NaCl)

En sales de fórmula MX, los números de

coordinación de M y X deben seriguales.

Los iones cloruro se encuentran en lasesquinas y centros de las caras y losiones sodio están en los huecos

octaédricos.

N. C. = 6Arreglo: cúbica centradaen las caras (FCC)

Compuestos que cristalizan igual:- Haluros de Na, Li, K y Rb.- CsF, AgF, AgCl, AgBr.- Óxidos de Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni- Sulfuros de Mg, Ca, Sr, y Ba.

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Redes iónicasLa red del cloruro de sodio (NaCl)

Ejemplo.Muestre que la estructura de la celdaunitaria del cloruro de sodio es consistentecon la fórmula NaCl.

Se tienen: 14 Cl- y 13 Na+

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Redes iónicas

La red del cloruro de cesio (CsCl)

En este tipo de red, cada ion estárodeado por 8 iones con carga opuesta.

N. C. = 8Arreglo: cúbica centrada en el cuerpo (bcc)

Compuestos que cristalizan igual:- CsBr y CsI.- TlCl y TlBr- @ 289K NH4Cl y NH4Br- Arriba de 457 y 411 K adoptan la red de NaCl

Ion NH4+

Puede sertratado como

un ionesférico

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La red de la fluorita (CaF2)

En redes del tipo MX2, el N.C. de X debe serla mitad de M.

N. C. Cationes = 8N. C. Aniones = 4Arreglo: cúbica centrada en las caras

Compuestos que cristalizan igual:- Fluoruros del grupo 2- BaCl2- Dióxidos de los metales del bloque f.

Ca2+ y F-

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La red de la blenda de zinc (ZnS)

Ésta estructura es tipo diamante.

N. C. Cationes = 8N. C. Aniones = 4

Arreglo: cúbica centrada en las caras

Compuestos que cristalizan igual:- Si, Ge y α-Sn.

Zn2+ y S2-

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Rutilo (TiO2)

Compuestos que cristalizan igual

Dióxidos de: Cr, Mn, Ge, Ru, Rh, Sn, Os, Ir, Pt, Pb.

Est ructura: Tetragonal C.N. = Catión: 6; Anión: 3

O

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B-cristobalita (SiO2)

C.N. = Catión: 4; Anión: 2Arreglo: Tetragonal 

O

Compuestos que cristalizan igual:

BeF2, ZnCl2, SiS2 @ P elevada

Be(OH)2 y Zn(OH)2

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Calcita y Aragonita (CaCO3)

Calcita: Romboédrica; Aragonita: Ortorrómbica,C.N. = ión metálico: 6 C.N. = ión metálico: 9

Compuestos que cristalizan igual:

Calcita: MgCO3, FeCO3, LiNO3, NaNO3, InBO3 y YBO3

Aragonita: SrCO3, KNO3, LaBO3

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