Ireki menu nagusia

Solido

materiaren egoera

Egoera solidoa deformazioarekiko eta bolumen aldaketekiko erresistentea den materiaren egoera bat da. Presioa konstante mantenduz eta tenperatura baxuan, solidoek gehienetan kristal-egiturak osatzen dituzte. Horri esker, indarrak jasan ditzake itxura batean deformatu gabe. Hortaz, multzo zurrunak, konprimiezinak, gogorrak eta erresistenteak izan ohi dira. Bolumen konstantea daukate eta ez dira hedatzen.

Eduki-taula

SOLIDO KRISTALINOAKAldatu

Solido kristalinoa gelaxka-unitate deritzon egitura elementaletik eratorritako solidoa da. Solido hauek sistema kristalino ezberdinetatik eratortzen dira eta kristalografia da sistema hauek aztertzen dituen zientziaren arloa. Laburki, solido kristalinoa partikulak ordenatuta dituen solidoa da.

PropietateakAldatu

 
Anisotropia solido kristalinoetan
 
Silize amorfoa (beira) eta kristalinoa (kuartzoa)
  • Solido osoan zehar partikulak era ordenatuan daude; kristal-egitura dute (gatza, azukrea, diamantea)
  • Badute fusio tenperatura zehatza; berotuz gero, propietateak ez dira ia aldatzen fusio tenperatura lortu arte, eta orduan urtzen dira.
  • Anisotropikoak dira, propietate fisikoak kristalaren ardatzen norabidearekiko aldatzen dira. Ezaugarri hori guztiz berezia da, eta oso ondo adierazten du egiturak ordenatua izan behar duela. Anisotropia ondo ulertzeko har ditzagun bi solido. Lehenengoa partikula mota biz eratutako solido bat da (irudia): seinalatutako A norabidearen alde batean partikula mota bakar bat dago; B norabidean, berriz, partikula biak tartekaturik agertzen dira. Beste solido batzuetan, anisotropiak partikulen asimetria adierazten du.

Solido amorfo eta kristalinoa bereizteko, irudi honetan bi dimentsioetan silizearen bi solido agertzen dira. Silize amorfoa, gehigarriekin, beira da, eta silizio eta oxigeno atomoak ordenatuta agertzen direnean, berriz, kuartzoa izan dezakegu.

Kristal-egitura kuartzo, gatz arrunt eta azukre moduko solidoetan begi-bistakoa da, ondo definituriko azal leunek eta haien arteko angeluek adierazten baitute. Baina, batzuetan, solido kristalinoak hauts edo moltso moduan agertzen dira. Mota horretako solidoei solido polikristalino deritze; solido horiek dituzten banakako kristalak hain dira txikiak ezen, antzemateko, mikroskopioa erabili behar baita. Solido polikristalinoek banakako kristalaren egitura ordenatua dute, baina kristalak guztiz desordenatuta daude. Horregatik, kristal bakar baten propietateak anisotropikoak izanda ere, solido osoa isotropikoa da.

Fitxategi:Amorfo, polikristalino eta kristalinoa.png
Solido amorfo, kristalino eta polikristalinoaren irudikapen bisuala

Substantzia baten kristalen neurria bere formazio-baldintzen arabera asko alda daiteke. Eskuarki gainasetasun txikiko disoluzioetatik abiatuz, eta astiro kristalizatzen bada, sortutako kristalak handiak dira. Horregatik, prozesu geologikoetan eratutako mineralak handienak izan ohi dira. Hazte-baldintzek kristalaren tamainan eragina badute ere, kristalaren barruko egitura solidoaren izaera kimikoak mugatzen du.

EgituraAldatu

Solidoaren egitura solidoaren molekula, atomo edo ioien tamainarekin eta lotuta mantentzen dituzten haien arteko indarrekin aldatzen da.

 
Solidoen egitura, atomo edo ioien tamainaren eta indarren araberakoa

Solido baten partikulak hiru dimentsioetan ordenatzen dira kristal-sarea eratuz. Sare hori unitate bat hiru dimentsioetan errepikatuz sortzen da, eta unitate horrek kristal osoaren simetria eta orientazio espaziala ditu. Gelaxka unitario da.

Naturan hamalau sare baino ez daude, eta irudi honetan sare horien gelaxka unitarioak, Bravais-en gelaxkak, ikus daitezke.

 
Bravais-en gelaxkak

Bravais-en gelaxkak zazpi sistema kristalinoetan biltzen dira, zeinetan hiru luzera axialak (a, b eta c) eta hiru angeluak (α, β eta γ) desberdinak baitira. Horregatik, gelaxka unitarioa deskribatzeko, poliedro desberdinak erabiltzen dira. Poliedro horien posizioak partikulaz bete daitezke:

  • Gelaxka sinplea: partikulak poliedroaren erpinetan soilik.
  • Gelaxka gorputzean zentratuta: partikulak poliedroaren erpinetan eta zentroan.
  • Gelaxka aurpegietan zentratuta: partikulak poliedroaren erpinetan eta aurpegien zentroan.
  • Gelaxka oinarrian zentratutapartikulak poliedroaren erpinetan eta bi kontrako aurpegietan.
 
S eta C-ren alotropia

Bi solido kristalinok egitura bera dutenean, hau da haien gelaxka unitarioa berdina denean, substantziak isomorfikoak direla esaten da. Bestalde, substantzia berak egitura kristalino desberdinak era ditzake, substantzia horren forma polimorfikoak edo alotropikoak osatuz. Adibidez, hemen sufrearen edo karbonoaren forma polimorfikoak irudikatu dira.

 
Gelaxka unitarioen partikula kopurua

Gelaxka unitarioa solido kristalinoaren egitura deskribatzeko erabiltzen da, eta gelaxkaren hainbat magnitude oso erabilgarriak dira solidoaren propietateak kalkulatzeko. Haien artean, hauek azpimarratzen dira:

  • Gelaxka unitarioaren partikula kopurua: gelaxka bakoitzean dagoen partikula kopurua da. Parametro hau kalkulatzeko, partikula gelaxkaren zein posiziotan dagoen kontuan hartu behar da, partikula gelaxka batzuekin parteka daitekeelako. Adibidez, erpinean dagoen partikula alboko beste zortzi gelaxkekin partekatzen da; ondorioz, gelaxka sinple batean partikula kopurua 8 x 1/8 = 1 da, partikula bat. Era berean, aurpegi batean dagoen partikula erdia kontatzen da, eta ertz batena laurdena.
  • Koordinazio-indizea: partikula baten inguruan hurbilen dagoen partikula kopurua.
  • Paketatze-eraginkortasuna edo espazio-betetzearen faktorea: gelaxka unitarioaren bolumen totaletik partikulaz beteta dagoen ehuneko bestea.

Esferen paketatzeakAldatu

Kristalak nola hedatzen diren eta gelaxka unitario guztiak nondik sortzen diren ulertzeko, partikulak esfera zurrun bezala definituko dra, eta esfera horiek hiru dimentsioetan ordenatuko dira. Hasieran, esferak geruza batean jarriko dira bi dimentsioko sare bat osatuz, eta, ondoren, hura bezalako geruza batzuk bata bestearen gainean jarriko dira, hiru dimentsioko ordenamendua lortzeko. Prozedura horri esferen paketatze deritzo.

Esferen paketatze sinpleakAldatu

Geruza batean partikula bakoitza beste lau partikularekin kontaktuan dagoenean sortzen den paketatzea paketatze sinplea da. Geruza horren gainean beste geruza bat jartzeko orduan, bi aukera daude:

  • Lehenengo geruzako esferen gain-gainean (A posizioetan); paketatze horretatik sortzen den egituraren gelaxka unitarioa kubiko sinplea da, non partikula kopurua 1 den, koordinazio indizea 6 eta paketatze-eraginkortasuna % 52.
  • Lehenengo geruzako hutsuneetan (B posizioetan) eta hirugarren geruza bigarrenak uzten dituen hutsunetan eta abar. Horrela, hirugarren geruzaren posizioak lehenengoarenekin bat datoz; paketatze horren gelaxka unitarioa gorutzean zentratutako kuboa da, partikula kopurua 2 da, koordinazio-indizea 8 eta paketatze-eraginkortasuna % 68.
 
Bi dimentsioko ordenamendua

Esferen paketatze trinkoakAldatu

 
Bi dimentsioko paketatzea

Esferen ordenamendua bi dimentsioetan beste era batekoa izan daiteke: esfera bakoitzaren inguruan sei esfera. Antolaketa horrek uzten duen espazio hutsa paketatze sinplearena baino txikiagoa denez, ordenamendu horri paketatze trinko deitzen zaio.

Lehenengo geruzaren zentroei dagokien posizioa A dela suposatuz, A geruzako esferek uzten dituzten sekzio triangeluarreko hutsuneak bi motatakoak dira: batzuek erpina gorantz dute (B), eta beste batzuek beherantz (C). Geruza horren gainean bigarren geruza jartzerakoan, eta egitura trinkoarekin jarraitu nahi badugu, B edo C hutsuneak erabili behar ditugu, baina ez biak. Hala ere, bi hutsune mota horiek baliokideak dira, eta berdin zaigu bata edo bestea erabiltzea. Bigarren geruzaren posizioak B moduan izendatuko da.

Aukera hirugarren geruza gainjartzean sortzen da:

  • Hirugarren esferen zentroak eta lehenengo geruzakoak zuzen-zuzen elkarren gainean jarri: ABAB… sekuentziari paketatze hexagonal trinko deritzo eta gelaxka unitarioa hexagonal gorputzean zentratua da.
  • Hirugarren geruzako zentroak eta lehenengokoak bat ez etortzea: ABCABC… sekuentzia. Paketatze hori paketatze kubiko trinkoa da, eta gelaxka unitarioa kubiko aurpegian zentratua da. Hala ez badirudi ere, bi paketatze horietatik sortzen diren egiturak oso antzekoak dira, eta lor daitezkeen egitura trinkoenak dira. Gelaxka unitarioko partikula kopurua 4 da, koordinazio indizea 12 eta paketatzearen eraginkortasuna % 74.
 
ABA eta ABC paketatzea

Paketatzeen hutsuneakAldatu

Ikusitako paketatze horietan espazioa ez dago betea. Hutsune horiek garrantzi handikoak dira, alde batetik solido askoren egiturak hutsuneak betetzean sortzen direlako (solido ionikoak), eta, beste aldetik, ezpurutasunak hutsune horietan kokatzen direlako. Hutsune horiek betetzeak solidoen propietate fisikoak asko alda ditzake. Hiru hutsune mota daude:

  • Hutsune kubikoa: paketatze sinplean bi geruza gain-gainean jartzean; zortzi esferez mugatuko hutsunea da, tamaina handienekoa.
  • Hutsune oktaedrikoa: paketatze trinkoan esferen bi triangeluk ixten duten hutsunea, sei esferaz mugatua.
  • Hutsune tetraedrikoa: paketatze trinkoan esfera bat hiru esferaren gainean jartzean sortzen den hutsunea; lau esferaz mugatua da, txikiena.
 
Hutsune kubiko, oktaedriko eta tetraedrikoa

Sare-akatsakAldatu

Kristal naturalak ez dira guztiz perfektuak izaten, akatsak edo desordenamenduak egoten dira beti. Akats horiek oso garrantzitsuak dira, solidoen propietate mekanikoetan, optikoetan eta elektrikoetan eragin handia dutelako. Besteak beste, metalen eta aleazioen erresistentzia mekanikoa (altzairua), solido ionikoen kolorea (harribitxiak) eta solido kobalenteen eroankortasun elektrikoa (silizioa).

Akatsak, beren ezaugarri geometrikoen arabera, puntu-, lerro- edo gainazal-akatsak izan daitezke. Puntu-akatsak sarean posizio isolatuetan daude, lerro-akatsak norabide baten puntuetan eta gainazal-akatsak plano baten puntuetan. Azken horiek mikrokristalen arteko interfazeen artean aurkitzen dira.

Puntu-akatsakAldatu

 
Puntu-akatsak

Kristaletan gertatzen den akatsik arruntena partikula baten falta da, hutsune deritzona. Gerta daiteke partikula hori ezusteko posizio batean egotea, sarearen hutsune batean; atomo horri bitarteko atomo deritzo.

Solidoaren sarean atomo arrotz bat sartzen bada, eta ezpurutasun hori sarearen posizio batean kokatzen bada, ordezko ezpurutasuna dugu; sarearen hutsune batean sartzen bada, berriz, bitarteko ezpurutasuna da. Ordezko ezpurutasunak oso arruntak dira trantsiziozko metalen konposatu ionikoetan, elementu horietariko askok karga berdineko eta tamaina antzeko ioiak ekoizten dituztelako.

Solidoaren partikulak atomo edo molekula neutroak direnean (solido kobalentea, molekularra eta metalikoa), partikula bat falta izateak ez du solidoaren neutralitatea elektrikoa galarazten. Baina solido ioniko batean, non partikulak kargatuak diren, hutsune anionikoek eta kationikoek parekaturik egon behar dute. Hori bi eratan lor daiteke, eta bi akats mota desberdinak sortzen dira:

  • Schottky akatsa: katioi baten hutsunearekin batera, hartatik hurbil anioiaren hutsunea ere gertatzen da.
  • Frenkel akatsa: ioi batek bere sareko posizioa utzi du, eta bitarteko posizio batean sartu da
 
Frenkel eta Schottky akatsak

Puntu-akatsak direla eta, batez ere propietate optikoak eta elektrikoak aldatzen dira.

Lerro-akatsakAldatu

 
Torlojo eta ertz-dislokazioa

Akats mota hori lerro baten aldaketa edo desplazamenduan datza, eta nagusiki bi akats aurki daitezke:

  • Ertz-dislokazioa: atomoen plano estra bat agertzen da, baina plano hori besteak baino laburragoa da. Alboko planoen egituretan bihurdura bat sortzen da, hau da, sarea hedatzen edo konprimitzen da akats horretara egokitzeko.
  • Torlojo-dislokazioa edo espiraleko dislokazioa: sarearen plano talde baten zati bat desplazatu egin da beste planoekiko. Izatez, akats hori sare kristalinoa mozteko saiakera erdilortua da.

Akats horiek direla eta, solido kristalinoen propietate mekanikoak aldatu egiten dira, atomoen mugimendua errazten dutelako. Irudian, mozteko tentsio baten eraginpean ertzdislokazioaren mugimendua nola gertatzen den erakusten da. Metalak, adibidez, gogortu egin daitezke atomo arrotzen bidez, dislokazio ondoan kokatzen dira, lerro-akatsa mugiaraztea zailagoa delako.

 
Mozteko tentsio baten eraginpean ertzdislokazioaren mugimendua

X izpien difrakzioaAldatu

Gaur egun solidoen egitura kristalinoari buruz ezagutzen den ia guztia X izpien difrakzioteknika erabiliz lortu da, teknika horrek atomoen kokapen zehatza adierazten duelako. Teknika aztertu baino lehen, difrakzioa zer den eta X izpiak zergatik erabiltzen diren ikusiko da.

DifrakzioaAldatu

Espazioko ingurune berean uhin elektromagnetiko bi daudela suposatuz, uhin horien posizioaren arabera, hiru egoera desberdin aurki daitezke

  • Bi uhinak fasean egotea: uhin bien maximoak eta minimoak bat datoz. Uhin biak interferitzean, batu egiten dira maximo altuagoak eta minimo sakonagoak dituen uhin berri bat emateko. Interferentzia konstruktibo bat gertatzen dela esaten da.
  • Bi uhinak fasetik kanpo egotea: uhin baten maximoak bestearen minimoekin bat etortzea. Uhinen interferentzia suntsitzaile edo deuseztatzailea da, eta uhinak ezeztatu egiten dira guztiz.
  • Bi uhinak fasean ez egotea: maximoen eta minimoen arteko diferentzia bat dugu. Uhinek elkar partzialki deuseztatzen dute, eta lortzen den uhina jatorrizkoak baino anplitude txikiagokoa da.
 
Uhinak fasean, fasetik kanpo eta fase-diferentzia batekin
 
Zirrikitu bikoitzeko esperimentua

Interferentzia horiek zirrikitu bikoitzeko difrakzioaren esperimentuan ikus daitezke: Uhin-fronte bat bi zirrikituetan zehar igarotzean, bi zirrikituek erradiazio-iturri gisa funtzionatuko dute. Bi zirrikituek igortzen dituzten uhinen artean interferentzia sortzen da. Bi uhinak fasean daudenean, detektagailuan intentsitate maximo bat neurtuko da. Fasean ez badaude, intentsitate edo oso txikia edo zero izango da, uhinek elkar deuseztatu egin dutelako.

Bi zirrikituetatik ateratzen diren bi uhinek P puntura heltzeko, distantzia desberdina dute. P puntuak intentsitate handia detektatzeko, hau da bi uhinak fasean egoteko, bi uhinen distantzien arteko diferentziak uhin-luzeraren multiplo osoa izan behar du.

X izpiakAldatu

Argia egitura periodiko batean zehar pasatzen den edo islatzen den bakoitzean, argiaren difrakzioa gertatzen da. Errepikatzen den egitura periodikoaren distantziak, gutxi gorabehera, esperimentuan erabiltzen den argiaren uhin-luzera izan behar du; bestela, interferogramatik ezin da atera informaziorik.

Egitura kristalinoa hiru dimentsioko egitura periodikoa da, eta errepikatzen den distantzia bi atomoren arteko distantzia da, 100-300 pm tartean. X izpien uhin-luzera balio tarte horretakoa da; horregatik, solidoen egitura kristalinoa aztertzeko, argi mota hau erabiltzen da.

X izpien sorta batek egitura kristalino bati erasotzen dionean, X izpiek difrakzioa jasaten dute, eta sortzen den diagramatik solidoaren partikulen arteko distantziari buruzko informazioa atera daiteke.

Bragg-en difrakzio-ekuazioaAldatu

 
Bragg-en difrakzioa

Solido baten kristal-sarea eduki eta X izpien sorta bat kristalerantz zuzentzen dela suposatuz, kristalaren gainazal bakoitzak X izpien zatikia islatzen du, eta, gainazal ugari denez, islatutako uhin berri asko sortuko dira. Uhin horiek fasean badaude, detektatu egingo dira, baina, fasetik kanpo egonez gero, ez dira detektagarriak izango. Uhinek fasean egoteko bete behar dituzten baldintzak Bragg-en difrakzio-ekuazio deritzonean biltzen dira. Ekuazio horretan, parametro hauek agertzen dira: -Gainazalen arteko distantzia: d -X izpien eta gainazalaren arteko angelua: θ -X izpien uhin-luzera: λ Irudiko bi uhinak fasean egoteko, egiten duten distantzien arteko diferentziak uhinluzeraren multiplo osoa izan behar du.

Beraz:

 
Bragg-en ekuazioa

Solidoaren kristal-egitura aztertzeko, gainazalen d distantzia aterako dugu difrakzio diagramaetatik, non X izpien uhin-luzera alda baitezakegu edo θ angelua.

X izpiak eta dentsitate elektronikoaAldatu

 
Dentsitate elektronikoa

Solidoaren posizioetan dauden partikulak, solido motaren arabera, atomo indibidualak edo molekulak edo molekula-taldeak dira. X izpiek erasotzen dietenak molekula edo atomo horien elektroiak dira. Beraz, difrakzioaren eraginkortasuna edo difrakzio-diagramaren intentsitatea elektroi kopuruaren eta banaketaren funtzioa da. Banaketa elektronikoa kristal-sareko puntuak betetzen dituzten molekulen egiturak erabakitzen du. Beraz, X izpien difrakzio-diagrama zein posiziotan gertatzen den analizatzeaz gainera, neurtutako erradiazioaren intentsitatetik molekulen egitura determina daiteke.

Teknika horren bitartez oso konplexuak diren molekulen dentsitate elektronikoaren ingurunemapak lor daitezke. Adibidez, alboko irudian naftalenoaren kasua agertzen da. Inguruneek batez besteko dentsitate elektroniko konstanteko lerroak adierazten dute, eta naftalenoaren egitura geometrikoa lor daiteke: nukleoen arteko distantziak eta lotura-angeluen balio oso zehatzak.



Metodo esperimentalakAldatu

Solidoaren kristal-egiturari buruz atera daitekeen informazioa lortzeko metodo bat baino gehiago badago, eta erabiltzen den tresnaren arabera aldatzen dira. Lehenengo bi metodoetan kristal sinple bakar bat behar da, eta, batzuetan, hori lortzea ez da erraza.

  • Lehenengo metodoan kristal bakar bat finko mantentzen da, eta X izpien uhin-luzera aldatzen da. Bragg-en ekuazioa betetzen duen uhin-luzera lortzen dugunean, seinalea detektatu egingo da. Metodo hori, batez ere, metalurgian erabiltzen da.
 
Bragg-en esperimentua: lehenengo metodoa
  • Bigarren metodoan, X izpien eta kristalaren arteko angelua aldatzen da. Kristala biratzen da, eta θ angelua aldatuz seinale desberdinak lortzen dira.
  • Azken metodoan, kristala hauts moduan erabiltzen da. Hautsa kristal bakar desordenatuen multzo baten antzekoa da, eta hala lortzen duguna da θ angelu guztiak batera izatea. Dena den, metodologia hori erabiliz lortzen diren diagramak oso korapilatsuak dira, eta analizatzeko orduan zailtasunak sortzen dira.

SOLIDO METALIKOAKAldatu

Ezagutzen diren elementu guztietatik, hiru laurden metalak dira. Dena den, nahiz eta elementu batzuen metal-izaera argia izan, beste batzuena ezin da esan guztiz metala denik. Taula periodikoa hartuta, metalak dira:

 
Metalak taula periodikoan
  • Beste kasu batzuetan- elementuen forma alotropikoaren arabera aldatzen da metal-izaera:
 
Elementuaren forma alotropikoaren araberako sailkapena

Propietate orokorrakAldatu

Metalek propietate fisiko eta kimiko komunak dituzte; gainera, propietate horiek metalizaeraren ezaugarriak dira. Azpimarratzekoak hauek dira:

  • Propietate optikoak: distira metalikoa eta opakuak izatea; bi propietate horiek edozein frekuentziako argia islatzeagatik sortzen dira. Kobrea eta urrea horixkak dira, argi urdina xurgatzen duelako.
  • Propietate mekanikoak: harikortasuna (alanbre moduan luzatzeko erraztasuna baina erresistentzia mekanikoa galdu gabe) eta xaflakortasuna (apurtu gabe deformatzeko ahalmena).
  • Propietate termiko eta elektrikoak: eroale termiko eta elektriko oso onak dira, eta eroankortasun elektrikoa gutxitu egiten da tenperatura igo ahala.
  • Propietate kimikoak: ionizazio-energia baxukoak dira, hau da, elementu elektropositiboak dira, eta orbital hutsak dituzte (balentzia-elektroien kopurua balentzia-orbitalen kopurua baino txikiagoa da).
  • Beste propietate batzuk: dentsitate handiko solidoak dira (izatez, ezagutzen diren solidorik dentsoenak iridio eta osmio metalak dira: 22,5 eta 22,6 g/cm3 hurrenez hurren), eta fusio- eta irakite-puntuak altuak dira.

EgituraAldatu

Kristal-egituraAldatu

Metaletan partikulak atomo berdinak dira; horregatik, egiturak nahiko sinpleak dituzte. Oro har, atomo metalikoak egitura trinkoak osatuz ordenatzen dira, eta hiru egitura hauek daude, salbuespenak salbu:

  • Gorputzean zentraturiko kuboa: paketatzean koordinazio-indizea 8 da, eta espazioa betetzearen eraginkortasuna % 68, nahiko altua.
  • Kubiko trinkoa: koordinazio-indizea 12 da, eta paketatzearen eraginkortasuna % 74, maximoa.
  • Hexagonal trinkoa: aurreko paketatzearen ezaugarri berdinekin.

Egitura horiek guztiak nahiko trinkoak dira; hain zuzen, azken biak ezagutzen diren egiturarik trinkoenak dira, eta horregatik da hain handia metalen dentsitatea.

 
Metalen egitura kristalinoa

Metalen polimorfismoaAldatu

 
Burdinaren forma alotropikoak

Ia metal guztiek polimorfismo edo alotropia propietatea erakusten dute: kanpoko presioaren eta tenperaturaren arabera egonkorra den kristal-egitura aldatzea. Metalen forma polimorfikoak, tenperatura gorakorraren arabera ordenatuta, α, β, γ eta δ moduan izendatzen dira. Adibidez, burdinaren lau forma alotropiko ezagutzen dira: Egitura polimorfiko horiek guztiak nahiko antzekoak direnez, guztien existentzia uler daiteke. Forma alotropikoen arteko aldaketak ez dira fase-aldaketak bezain erraz gertatzen, eta, gainera, askoz astiroago suertatzen dira.

Ez da erraza baldintza sorta bakoitzean egiturarik egonkorrena zein izango den iragartzea. Oro har, tenperatura altuetan egitura kubiko gorputzean zentratua dago, eta tenperatura baxuetan egitura trinkoagoa. Tenperatura igotzean, atomoen bibrazio-mugimendua zabalagoa da, eta lor daitekeen egitura ez da hain trinkoa. Dena den, metalaren arabera, trantsizio hori inguruko tenperatura baino baxuagoan edo altuagoan gertatzen da.

Erradio metalikoaAldatu

Erradio metalikoa solido metaliko bateko bi atomoren arteko distantziaren erdia da. Esperimentalki, X izpien difrakzioaren bidez nahiko erraz determina daiteke. Dena den, neurtutako balioa metalaren paketatze motarekin aldatzen da: zenbat eta koordinazio-indizea handiagoa izan, atomoen arteko distantzia —eta, ondorioz, erradio metalikoa— handiagoa da.

Metal desberdinen erradio metalikoa konparatzeko orduan, egitura trinko batetik lortutako erradioa erabiltzen da. Metalaren egitura trinkoa ez bada, koordinazio-indizea 12-ra estrapolatzen da. Adibidez, X izpien difrakzioaren bidez lortzen den Na-ren erradioa 1,85 Å da, baina sodioaren egitura kubiko gorputzean zentratua denez (koordinazio-indizea: 8), balioa estrapolatzen da: 1,85 Å x 1/0,97 = 1,91 Å. Hura izango da sodioaren erradio metalikoa ustezko paketatzen trinko batean.

AleazioakAldatu

Urtuta dauden bi metalen nahaste likidoa hoztean, fase solido bat lortzen da, aleazio izena duena. Aleazioak solido-disoluzio homogeneotzat har daitezke. Disoluzio horietan metalen atomoak guztiz desordenatuta egon daitezke, edo metal bakoitzaren kristal-egiturako posizioak zehatzak izan daitezke. Solidoen disoluzioak bi motatakoak dira: ordezkoak edo interstizialak.

Ordezko disoluzio solidoaAldatu

 
Ordezko disoluzio solidoa
 
Cu-Zn aleazioa

Ordezko disoluzio solidoan proportzio txikiagoan dagoen metalaren (solutuaren) atomoek proportzio handiagoan dagoen metalegituraren (disolbatzailearen) posizioak betetzen dituzte. Aleazio mota hori emateko, bi metalek hiru baldintza bete behar dituzte:

  • Erradio metaliko antzekoa (% 15eko desberdintasuna, gehienez)
  • Egitura kristalino bera
  • Izaera elektropositibo antzekoa

Cu eta Ni: d-blokeko auzokideak dira; beraz, izaera elektropositibo antzekodunak. Kubiko aurpegietan zentratuko egiturak hedatzen dituzte, eta bien erradio metalikoak berdintsuak dira (1,28 Å eta 1,25 Å, hurrenez hurren). Ondorioz, bi metal horiek hiru baldintzak betetzen dituzte, eta edozein proportziotan disoluzio homogeneoak osatzen dituzte. Cu-a eta Ni-a guztiz nahaskorrak dira.
Cu eta Zn: Cu-aren beste auzokidea. Kimikoki ere antzekoak dira, eta erradio metalikoaren aldetik egokiak, baina Zn-aren egitura kristalinoa hexagonal trinkoa da. Ondorioz, Zn-a eta Cu-a partzialki nahaskorrak dira, eta disoluzio solidoak kontzentrazio mugatuetan bakarrik eratzen dituzte. Aleazio horiei letoi deritze.
Na eta K: metal alkalinoak dira; beraz, kimikoki oso antzekoak dira, eta egitura kristalino bera dute. Dena den, Na-aren erradio metalikoa (1,86 Å) K-arena (2,26 Å ) baino %18 txikiagoa da. Ondorioz, bi metal horiek nahasezinak dira.

Aleazio interstizialakAldatu

 
Aleazio interstiziala


Disoluzio solido interstizialetan, atomo arrotzak metalaren paketatzeak uzten dituen hutsuneetan sartzen dira. Hori dela eta, atomo txikiak bakarrik sartzen dira eta, eskuarki, ez-metalak dira: H, C, N eta O. Izatez, disoluzio solido horiek ezin dira teorikoki aleaziotzat hartu, atomo guztiak metalikoak ez direlako.

Adibide ezagunena altzairua da, non C atomoak burdinaren egituran sartzen baitira.



Konposatu intermetalikoakAldatu

 
Konposatu intermetalikoen bi adibide

Batzuetan, proportzio nahiko mugatuetan urtzen diren bi metal hoztean, egitura zehatza duen —jatorrizko metalenekin zer ikusia ez duena— fase solido bat lortzen da. Portaera horrek egiazko konposatu kimikoena ematen duenez, sistema horiei konposatu intermetaliko deritze.

Sistema horiek metalak oso desberdinak direnean gertatzen dira, baina beti estekiometria bati jarraituz. Irudi honetan, bi adibide agertzen dira:



Aleazioen adibide batzukAldatu

 
Cu-Au sistema
 
Cu-Zn sistema

Cu-Au sistema: Cu-aren eta Au-aren arteko aleazioak antzinatik ezagutzen dira, bitxiak egiteko erabiltzen den urrea delako. Aleazio horien konposizioa kilatetan neurtu ohi da: kilate bat pisutan parte bat urre eta 23 parte kobre da. Aleazio horiek urre purua baino gogorragoak eta ez hain deformagarriak dira. Bi metal horiek edozein konposiziotan nahaskorrak dira. Aleazioaren egitura kubiko trinkoa da (jatorrizko metalena), non urre eta kobre atomoak guztiz desordenatuak diren. Aleazio antzekoak lortzen dira metal hauekin: K-Rb, Au-Ag, Mo-W, Ni-Pd, As-Sb.

Cu-Zn sistema: Cu-Zn sistemaren aleazioei letoi deritze, eta antzinatik erabili izan dira. Letoien propietateak eta egitura konposizioaren menpe daude. Bi metal horien egitura kristalinoak desberdinak direnez ez dira guztiz nahaskorrak, proportzio batzuetan bakarrik:
Zn < % 38,4: letoiak kobrearen egitura du, baina atomo batzuk Zn atomoez ordezkaturik daude (α-letoia).
Cu < % 15: zinkaren egituran kobre atomoak sartzen dira
Cu/Zn % 50: konposatu intermetalikoa lortzen da, kubiko gorputzean zentraturiko egiturarekin, non bi atomo mota desordenaturik baitaude. Aleazio horri β-letoi deritzo.

Lotura metalikoaAldatu

Metalen arteko lotura azaltzeko erabiltzen den edozein teoriak metalen propietate bereziak azaldu behar ditu. Propietateak ikusita ematen du ezen metalen balentzia-elektroiak solidoaren barnean mugitzeko askeak direla eta atomo bakoitza berari ez dagozkion elektroiez inguratura dagoela. Orain arte ikusitako teoriek ezin dituzte azaldu propietate horiek:

  • Lewis-en teoriaren arabera, elektroi bikotea partekatzean sortzen da lotura. Beraz, sodioa adibidez, Na: [Ne] 3s1 , beste atomo bakar batekin partekatuko du balentzia-elektroia. Baina sodio metalean Na atomo bakoitza zortzi atomori lotuta dago.
  • Van der Waals-en indarrek ezin dute azaldu fusio-puntu eta dentsitate altuak.
  • Lotura ionikoan espezie bi behar dira, bata elektropositiboa eta bestea elektronegatiboa, eta, kasu honetan, atomo guztiak elektropositiboak dira.
  • Dena den, orbital molekularren teorian, atomo guztien balentzia-elektroiek molekularen orbital molekularrak betetzen dituzte, eta nukleo guztien artean deslokalizatzen dira.

Metaletan, sare kristalinoaren lotura antzeko moduan azal daiteke. Sarearen atomo guztien balentzia-elektroiak nukleo guztien artean partekatzen eta deslokalizatzen dira. Hori dela eta, metalen lotura irudikatzeko, oso eredu sinplea erabili ohi da: metala balentzia- elektroiak galdu dituzten atomo metalikoz (ioi positiboz) osatutako sare bat da, eta sare hori elektroi-itsasoan murgilduta dago. Eredu horrek metalen eroankortasun termiko eta elektrikoa azal ditzakeen arren, sinpleegia da gainerako propietateak ulertarazteko.

Gaur egun, lotura metalikoaren teoria banda-teoria da, eta kimikoki orbital molekularren teoriaren hedapen moduan kontsidera daiteke.

Banda-teoriaAldatu

Banda-teoria azaltzeko eta ulertzeko, 1. atalean aipaturiko propietate kimikoak gogoratu behar dira —ionizazio-potentzialak balio txikiak eta orbital hutsak izatea—, eta halaber orbital molekularren teoría. Orbital molekularrak orbital atomikoen konbinazioz formatzen dira. Orbital atomiko biren konbinazioak orbital molekular bi sortzen ditu. Haietariko bat, orbital lotzailea, atomoen arteko erakarpen-indarrari dagokio, eta orbital atomikoa baino energia txikiagoa du. Beste orbital molekularrak, antilotzaileak, atomoen arteko aldarapena baimentzen du; horregatik, energia handiagoa du. Orbital biek kontrako spineko elektroi bina izan ditzakete.

Solido batean ez daude bi atomo orbital molekularrak osatzeko, milioika baizik (N). Atomo horiek guztiak berdinak dira; beraz, orbital bera konbinatu behar dugu milioika aldiz. Irudian atomo kopurua igo ahala konbinazio horiek nolakoak diren erakusten da:

  • Lehenengo orbital molekular lotzailearen energia gero eta txikiagoa da.
  • Azken orbital molekular antilotzailearen energia gero eta handiagoa da.
  • Aurrekoen ondorioz, bi orbital molekular horien arteko energia-desberdintasuna gero eta handiagoa da.
  • Bi orbital jarraituren energia desberdintasuna gero eta txikiagoa da, gertuago daude. N kopurua infinitua denean orbital jarraituen desberdintasuna hain txikia da, ezen energiamaila jarraitua dela onar dezakegun; orbital molekularren talde horri banda deritzo, non elektroiak sar daitezkeen. Hortik dator teoria horren izena.
 
Banda teoria
 
Sodioaren banda diagrama
 
Magnesioaren banda diagrama

Banda-teoria sodio-sistemari aplikatuko diogu. Sodioa metal alkalinoa da, haren konfigurazio elektronikoa Na: [Ne] 3s1 da; beraz, atomo guztien 3s orbitalak konbinatu behar ditugu. N atomoz osatutako sodio-kristal batean, 3s orbital atomikoetatik N energia-maila duen banda bat osatzen da. Pauliren printzipioaren arabera, N balentzia-elektroiek N/2 mailak beteko dituzte. Hau da, sodioaren banda erdi beterik geratzen da.

Okupatuta dagoen azken mailari Fermi maila deitzen zaio. 3s banda erdi beterik dagoenez, makina bat orbital daude hutsik beterik dagoen goreneko orbitaletik oso gertu (energiaren ikuspuntutik). Ezaugarri hori da, hain zuzen, sodioari oso eroale ona izatea eragiten diona: eremu elektrikoa ezartzean, elektroiak hutsik dauden energia handiagoko orbitaletara erraz pasatu ahal izango dira, eta hor libre dira. Hori dela eta, 3s bandari eroapen-banda deritzo.

Orokorrean Oro har, metal alkalino guztien portaera era berean azal daiteke, guztien azken geruzako konfigurazio elektronikoa ns1 delako. Ondorioz, metal alkalinoen eroankortasun elektrikoa banda-teoriarekin azalduta geratzen da.

Ikus dezagun orain zer gertatzen den metal lurralkalinoekin, eta magnesioa adibidetzat hartuko dugu. Magnesioaren konfigurazio elektronikoa Mg: [Ne] 3s2 da. 3s orbitalekin, orbital molekularrak osatuko ditugu, eta atomo kopurua igo ahala geratzen den egoera irudian agertzen da. Metal makroskopikoan 3s orbitaletatik banda bat sortzen da N energia-maila desberdin eta jarraituekin. Banda horretan justu ditugun 2N elektroi guztiak sartzen dira, eta banda guztiz beterik geratzen da. Hori dela eta, banda hori balentzia-banda da.

Magnesioaren banda-diagrama aurreko sodioarenarekin konparatuz gero, desberdina da. Balentzia-bandan elektroiak ezin dira pasatu beste energia-maila batera guztiak beterik daudelako. Ondorio zuzena da magnesioa eroalea ez izatea, baina, metal guztiak bezala, oso eroale ona da.

Eroankortasuna azaltzeko, magnesioak hutsik dituen 3p orbitalak ere aintzakotzat hartu behar dira. Orbital horietatik beste banda bat sortzen da, 3p banda. Alde batetik, 3s eta 3p orbital atomikoen arteko energia-desberdintasuna oso handia ez denez, eta, beste aldetik, zenbat eta orbital atomikoen energia handiagoa izan sortzen den banda hainbat eta zabalagoa denez, 3p banda eta 3s banda gainjartzen dira, eta bi bandak jarraituak dira. 3p bandari esker, magnesioa —eta, oro har, metal lurralkalinoak— eroalea da; horregatik, eroapen-banda deritzo.

Falta zaizkigun metalak trantsiziozko metalak dira, zeinetan d orbitalak, balentziaorbitalak, erdi beterik baitaude. Banda-teoria aplikatzean sortzen den egoera oso antzekoa da metal alkalinoenarekin konparatuz gero: trantsiziozko metalen eroankortasuna azaltzen da.

Laburbilduz, metalak eroale oso onak dira azken banda erdi beterik dagoelako, edo, guztiz beterik egonda ere, hutsik dagoen hurrengo banda gainjarrita dagoelako.

Eroaleak, erdieroaleak eta isolatzaileakAldatu

Banda-teoria solido kobalenteen edo erdimetalen lotura azaltzeko ere aplika daiteke. Kasu horietan, balentzia-bandaren eta eroapen-bandaren egoera diferentea da, eta horretan datza sistema horien guztien eroankortasunaren desberdintasuna.

  • Eroaleak edo metalak: Azken banda edo erdi beterik dago, edo, beteta egonda ere, hurrengo banda gainjarrita dago. Metalen eroankortasuna tenperatura igo ahala gutxitzen da, nukleoen bibrazio bizkorragoak elektroien mugimendua eragozten duelako.
  • Erdieroaleak edo erdimetalak: Balentzia-banda eta eroapen-banda ez daude jarraian, haien artean energia-langa txiki bat dago. Energia-langa hori gaindi daiteke elektroiek energia pixka bat irabaziz gero, adibidez tenperatura igoz. Horrela, alde batetik eroapen-bandara pasatu diren elektroien mugikortasunagatik, eta bestetik utzi duten hutsuneak beste elektroiek erabili ahal izateagatik, substantzia horiek erdieroaleak dira. Erdieroaleen konduktibitatea tenperaturarekin batera igotzen da, elektroi gehiago eroapen-bandara pasatzen direlako. Erdieroale horiek erdieroale intrintsekoak dira.
  • Isolatzaile edo ez-metalak: Balentzia- eta eroapen-banden arteko energia-langa oso altua da, eta elektroiek, nahiz eta energia irabazi, ezin dira pasatu eroapen-bandara. Substantzia horiek ez dute elektrizitatea garraiatzen.
 
Eroale, erdieroalea eta isoltzailearen eropaen eta balentzia banda

Isolatzaile batzuk, ezpurutasunak erabiliz, erdieroale bihur daitezke. Atomo arrotzen bidez erdieroale diren substantziak erdieroale estrintsekoak dira. Adibiderik ezagunena silizioa da.

Siliziozko kristaletan atomo bakoitzak dituen lau balentzia-elektroiak bere alboko lau silizio atomorekin lotzeko erabiltzen ditu. Atomo horietariko bat bost balentzia-elektroi duen beste atomo batez ordezkatzen bada, adibidez antimonioz, azken horrek elektroi bat soberan du. Elektroi hori energia gehiagoko maila batean egongo da, eroapen-bandara pasatzera errazagoa du, eta silizioa erdieroale bilakatzen da. Sartutako ezpurutasunak kristalari elektroi bat eman dioenez, ezpurutasun horri emaile deritzo. Sortzen den erdieroalea n-motako erdieroale estrintsekoa da korronte elektrikoa garraiatzen duena zeinu negatiboko partikula delako.

 
n-motako erdieroale estrintsekoa
 
n eta p motako erdieroaleak

Egon badaude ere ezpurutasun hartzaile deiturikoak. Haiek kristal puruaren atomoek baino elektroi bat gutxiago dute; adibidez, aluminioa. Hutsune elektroniko bat dago, et,a lau lotura formatu ahal izateko, aluminio atomoak silizio atomoaren elektroi bat hartzen du. Horrela, aluminio negatiboki kargatzen da, eta silizioan hutsune positiboa geratzen da. Ezpurutasun hartzaileen mailak balentzia-banda eta eroapen-banda artean kokatzen dira. Korrontea garraiatzen dutenak hutsune positiboak direnez, erdieroale estrintseko horiei pmotako erdieroale deritze.

Erdieroale estrintseko horiek oso erabilgarriak dira dispositibo elektronikoetan, zeinetan p motako eta n motako erdieroale konbinazioak erabiltzen baitira.

Metalen propietateakAldatu

 
Metalen propietate optikoak
 
Metalen propietate mekanikoak

Banda-teoriaren bidez, metalen eroankortasuna azaldu da. Metalen egitura trinkoari esker, metalen dentsitate handia ere argi ulertzen da. Goazen orain gainerako metalen propietate bereziak azaltzera.

  • Propietate optikoak: Argiak metalaren gainean erasotzen duenean, elektroiek edozein maiztasuneko argia xurgatzen dute, askotariko energia-mailak eskuragarri dituztelako. Hori dela eta, metalak opakuak dira. Beste aldetik, elektroiek, hasierako egoerara itzultzean, maiztasun bereko argia igortzen dute, arrazoi beragatik. Berrigorpen horretan datza distiraren arrazoia.
  • Propietate mekanikoak: Lotura metalikoak ez du norabide zehatzik: balentzia-elektroiak atomoen artean etengabe eta lokalizatu gabe mugitzen dira. Hortaz, tentsio bat aplikatzean, metalaren planoak elkarrekiko desplazatu ahal izango dira inolako oztoporik gabe. Horregatik, metalak xaflakorrak eta harikorrak dira.
  • Fusio-puntuak: Atomoen arteko loturak sendoagotzen doazen heinean, fusio-puntuak ere handitu egiten dira. Taula honetan metal batzuen fusio-puntuak agertzen dira. Talde batean fusio-puntuak, tamaina txikitu ahala, handituz doaz. Tamaina handitzean, nukleoen eta hodei elektronikoen arteko distantzia luzeagoa da; ondorioz, erakarpen elektrostatikoa txikitu egingo da. Beste aldetik, seriean zehar ere —adibidez Na Mg Al— fusiopuntuak handitzen dira. Balentzia-elektroi kopurua handiagoa da, bai eta nukleoen karga ere, eta horrek haien arteko erakarpena sendotzen du.
 
Metalen fusio-puntuak

SOLIDO IONIKOAKAldatu

Atomo elektropositibo batek, atomo elektronegatibo batekin elkartzean, balentzia elektroiak ematen dizkio eta konposatu ioniko solido bat lortzen da. Elementu elektropositiboa oxidatzen da katioia sortuz eta elementu elektronegatiboa berriz, erreduzitzen da anioi bihurtuz. Katioia eta anioia erakarpen elektrostatikoaren bidez lotzen dira. Lotura horri lotura ioniko deritzo.

Solido ionikoak elektronegatibotasun oso desberdineko atomoen artean sortzen dira: metal alkalino, lurralkalino edo trantsiziozkoak, halogeno edo oxigeno taldekoekin (besteak beste, haluroak, oxidoak eta sulfuroak). Batzuetan, elementuen elektronegatibotasun-diferentzia ez da oso handia eta lotura ez da izango ioniko purua, izaera kobalente edo metalikoa izango du.

Lotura ionikoak ekarpen elektrostatikoa duenez, sendoa da, eta ez du norabide nagusirik, izaera kobalente oso handia ez bada. Lotura ionikoaren sendotasuna ioien tamaina eta kargarekin aldatzen da. Zenbat eta ioiak txikiagoak izan, elkarrengana gehiago hurbil daitezke eta indar elektrostatikoa sendotu egiten da. Ondorio bera du ioien karga handitzeak.

Propietate orokorrakAldatu

 
Konposatu ionikoen hauskortasuna
  • Lotura ionikoaren sendotasuna dela eta solido ionikoen fusio- eta irakite-tenperaturak oso altuak dira. Solidoak ez dira batere hegazkorrak.
  • Ez dira metalak bezain dentsoak
  • Kristal ionikoak gogo eta hauskorrak dira. Kanpoko indar batek erasotzean karga berdineko ioiak hurbildu egin daitezke ekarpena aldarapen bilakatuz. Ondorioz, kristala apurtzen da.
  • Konposatu ionikoak oso disolbagaitzak dira disolbatzaile apolarretan; disolbatzekotan, disolbatzaile polarretan disolbatzen dira. Disolbatzailea oso polarra izanez gero -ura, adbidez- disolbagarritasuna oso handia izan daiteke. Dena den, oxido eta sulfuro guztiak ez dira uretan disolbatzen. Bi anioi horiek oso txikiak dira eta karga bi izanik lotura oso sendoa da eta uraren dipoloak ez dira gai apurtzeko.
  • Konposatu ionikoak solido-egoetan isolatzaile elektrikoak dira; ioiak eredu elektrikopean mugiarazteak energia handiegia eskatuko luke. Dena den, tenperatura altuetan solido ionikoa urtzen denean, edo disolbatzen denean, eroale bihurtzen da, ioi aske eta mugikorrak daudelako. Printzipioz, solido ionikoak isolatzaileak diren arren, eroankortasun txiki bat neur daiteke. Honen arrazoia ezpurutasunen agerpena da.

EgiturakAldatu

Solido kristalino guztietan bezala, solido ionikoetan ere, katioiak eta anioiak ordenaturik daude kristal sarea osatuz. Solido metalikoetan atomo mota bakar bat besterik ez dago, eta egitura nahiko sinpleak dira. Solido ionikoetan bi espezie ditugu, ondorioz, egiturak korapilatsuagoak eta aniztasun handikoak dira. Indar elektrostatikoa denez, solido ionikoen kristal-egiturak baldintza batzuk bete behar ditu ekarpena maximoa den bitartean aldarapena minimoa izateko:

  • Katioi bakoitzaren inguruan dagoen anioi kopurua maximoa (ahal bada, kontaktuan); eta alderantziz, anioi bakoitzaren inguruan ahalik eta katioi gehien kontaktuan. Hau da, ioien koordinazio-zenbakiak ahalik eta altuena izan behar du.
  • Karga berdineko ioien arteko distantzia maximoa eta aldi berean kontrako kargako ioien arteko distantzia minimoa. Era horretan, ekarpen-aldarapen indarrak optimizatzen dira.
  • Egituraren neutraltasun elektrikoa mantentzea. Solidoaren anioi eta katioi kopuruak konposatuaren estekiometria bete behar du.

Aurreko baldintzak kontuan hartuz, konposatu ioniko baten egitura kristalinoa zein izango den aurresatea ez da erraza. Dena den, “anioien paketatze” ereduaren bidez, egitura arruntenak uler daitezke. Ere horren arabera, solido ionikoaren egitura katioiek gutxi gorabehera trinkoa den anioien paketatzearen hutsuneak betetzean sortzen da. Horrela da, eta ez alderantziz, katioiak anioiak baino txikiagoak izan ohi direlako.

Beraz, solido ionikoen egiturak ulertzeko, anioiak aurreko gaietan ikusitako paketatzeei jarraituz ordenatuko dira. Ondoren paketatze horretan hutsuneen kokapena, tamaina eta kopurua ikusiko dira eta azkenik, zein katioi sar daitekeen hutsune horietan.

Anioien paketetze kubiko sinpletik lortutako egiturakAldatu

Anioien paketatze kubiko sinplearen gelaxka unitatea kubiko sinplea da eta bertan dagoen hutsunea zortzi esferaz mugatutako hutsune kubikoa da. Gelaxka unitatearen hutsune kopurua 1 da, anioi kopurua bezala.(http://www.ehu.eus/pizarro/1Geus/KrisKim/krisKim_11.htm)

 
a: ertza; d: aurpegi baten diagonala; D: kuboaren diagonala; r-: anoiaren erradioa; r+: hutsunearen erradioa (+ da katioia sartzen delako)

Hutsunearen tamaina kalkulatzeko, kuboaren zortzi esferak kontaktuan daudela kontsideratuko da, eta irudian agertzen diren kuboaren magnitudeak erabiliko dira:

Adierazpen horretatik ateratzen den ondorioa hau da: hutsunean katioi bat sartzen bada eta katioi/anioi tamainen erlazioa 0,732 bada, katioia justu sartzen da hutsunean, hau da, katioia anioiekin dago kontaktuan, anioien arteko ukipena galdu gabe. Katioi/anioi erradioen erlazioa pixka bat handiagoa bada kuboa zabaldu egin behar da katioia egokitzeko; anioiek ez dute elkar ukitzen baina egiturak egonkorra izaten jarraitzen du, katioi eta anioiak kontaktuan daudelako. Erlazioa txikiagoa bada, anioiek elkarturik jarraitzen dute, baina kontrako karga duten ioien arteko ukipena galtzen da. Aldarapena erakarpenari nagusitzen zaio, eta egitura ez da egonkorra.

Zesio kloruro, CsCl, motaren egituraAldatu

 
Zesio kloruro egitura

Anioien paketatzen kubiko sinple batean hutsune kubiko guztiak katioiz beteak dituen egiturari zesio kloruro motako egitura deritzo.

Egitura honen estekiometria 1:1 (katioi anioi) da. Katioien koordinazio-zenbakia 8 da (kubikoa), anioiena bezala. Hori dela eta, egitura hori 8:8 (katioi:anoio) koordinaziokoa dela esaten da. Bai katioientzat bai anioientzat koordinazio bera izatea 1:1 estekiometriaren ezaugarria da. 8:8 koordinazioa ondo ikusten da irudian, non gelaxka unitate bat baino gehiago agertzen den. Egitura katioien sare kubiko bat anioien sare kubiko batean sartuko balitz bezala ere deskriba daiteke.

Zesio kloruro egitura mota duten konposatu batzuk:

  • Haluroak: CsBr, CsI, TiCl, TiBr
  • Amonio-gatzak: NH4Cl, NH4Br, NH4I
  • Zianuroak: CsCN, TlCN
  • Konposatu intermetalikoak: β-letoia, FeAl, LiHg

Anioien paketatze kubiko trinkotik lortutako egiturakAldatu

Anioien paketatze kubiko trinko bateko gelaxka unitatea aurpegietan zentraturiko egitura kubikoa da eta bi hutsune mota daude: hutsune oktaedrikoak (sei esferaz mugatuak) eta tetraedrikoak (lau esferaz mugatuak). Hutsune horien kokapena, tamaina eta kopurua anitza denez banan-banan azalduko dira.

  • Hutsune oktaedrikoak: gelaxka unitatearen erdian eta ertzen erdian daude.
  • Hutsune tetraedrikoak: gelaxka unitatea zortzi kubota banatzen bada, zortzi kubo txikien zentroan daude.
 
Hutsune oktaedrikoa
 
Hutsune tetraedrikoa










Hutsune horiek era desberdinetan betetzean egitura desberdinak sortzen dira. Hiru egitura nagusitzen dira.

Sodio kloruro, NaCl, motako egituraAldatu

 
Sodio kloruroaren egitura

Sodio kloruro motako egitura anioien paketatze kubiko trinko bateko hutsune oktaedriko guztiak katioiz betetzean geratzen den egitura da. Egitura hori 1:1 estekiometrikoa da. Bai katioien bai anioien koordinazio-zenbakia sei da, banaketa oktaedrikoa; beraz, egitura 6:6 koordinaziokoa da.

Egitura hori duten beste konposatu batzuk:

  • Haluroak: alkalinoa (Cs izan ezik)
  • Oxidoak: Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ti2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cd2+
  • Sulfuroak: Mg, Ca, Sr, Ba, Pb
  • Hidruroak: alkalinoa

Antifluorita motako egituraAldatu

 
Antifluoritaren egitura
 
Fluoritaren egitura

Egituran anioien paketatze kubiko trinkoaren hutsune tetraedriko guztiak katioiz beteta daude. Egitura horren estekiometria 2:1 da. Katioiek anioien koordinazio tetraedrikoa dute eta anioiek berriz, katioien koordinazio kubikoa. Ondorioz, egituraren koordinazioa 4:8 da (estekiometriarekin bat datorrena).

Egitura hori duten beste konposatu batzuk:

  • Oxidoak: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O
  • Sulfuroak: Li2S, Na2S, K2S

Fluorita CaF2 konposatua da. Egitura aurretik azaldutakoa da, baina aldaketa txiki batekin: paketatze kubikoa katioiena da (Ca2+) eta hutsune tetraedrikoak anioiek (F-) betetzen dituzte. Egitura hori eskuarki kontsideratzen denaren kontrakoa denez (katioiek eta anioiek posizioak trikatzen dituzte), anioien paketatzearen ereduari jarraituz sortzen den egiturari “anti” egitura deritzo. Hori gertatzen da anioiak katioiak baino txikiagoak direnean.

Fluoritaren egitura duten beste konposatu batzuk:

  • Oxidoak: CeO2, UO2
  • Fluoruroak: CaF2, SrF2, BaF2

Zinkaren blendaren, ZnS, motako egituraAldatu

 
Zinkaren blendaren egitura

Zinkaren blenda edo esfarelitaren egiturak anioien paketatze kubiko trinkoaren hutsune tetraedrikoen erdiak okupatuak ditu (antifluoritaren egituran katioien erdiak era ordenatuan kenduko balira bezala). Estekiometria 1:1 da eta anioien koordinazioa tetraedrikoa 4:4.

  • Haluroak: CuF, CuCl, CuBr, CuI
  • Oxidoak: ZnO
  • Sulfuroak: BeS, MnS, CdS, HgS

Anioien paketatze hexagonal trinkotik lortutako egiturakAldatu

 
Paketatze hexagonal trinkoan dauden hutsune oktaedrikoak
 
Paketatze hexagonal trinkoan dauden hutsune tetraedrikoak

Paketatze kubiko trinkoan bezala, paketatze hexagonal trinkoan hutsune oktaedriko eta tetraedrikoak daude. Hutsune horien tamaina eta kopurua ere aurreko paketatzearenak bezalakoak dira. Dena den, hutsune horien posizioa gelaxka unitatean ez da hain ondo ikusten.

  • Hutsune oktaedrikoa:
    Kopurua: 6 Beraz, 1:1 erlazioa  Tamaina:  r+/r- = 0,414



  • Hutsune tetraedrikoa:
    Kopurua: 12 Beraz, 2:1 erlazioa Tamaina:  r+/r- = 0,225

Nikel artseniuro, NiAs, motako egituraAldatu

 
Nikel artseniuroaren egitura

Nikel artseniuroa ez da solido ioniko purua, ez formulan ezta propietateetan ere. Batzuetan konposatu intermetalikotzat hartzen da.

Anioien paketatze hexagonal trinko batean hutsune oktaedriko guztiak katioiz betetzean sortzen den egitura da.

Estekiometria: 1:1 Koordinazioa: 6 (oktaedrikoa) / 6 (prisma triangeluarra)

Egitura hau eta sodio kloruroarena oso antzekoak dira, hala ematen ez badu ere, bietan paketatze trinko batean hutsune oktaedriko guztiak betetzen direlako.

Egitura hori duten beste konposatu batzuk:

  • Kalkogenuroak: FeS, FeSe, FeTe, CoTe, NiTe
  • Konposatu intermetalikoak: MnSn, FeSn, NiSn, CuSn, PtSn

Wurtzita, ZnS, motako egituraAldatu

 
Wurtzitaren egitura

Anioien paketatze hexagonal trinkoan hutsune tetraedrikoen erdiak katioiz betetean sortzen den egitura.

Estekiometria: 1:1 Koordinazioa: 4:4 (tetraedrikoa)

Wurtzita motako egitura oso erlazionaturik dago zinkaren blenda egiturarekin; azken finean konposatu beraren egitura polimorfoak baitira. Bietan paketatze trinkoen husune tetraedrikoen erdiak beteten dira, baina lehen kasuan, paketatze hexagonala da eta bigarrenean kubikoa.

Beste konposatu batzuk:

  • Oxidoak: BeO, ZnO
  • Kalkogenuroak: Mn, CdS, MnSe, CdSe

Rutilo, TiO2, motako egituraAldatu

 
Rutiloaren egitura

Anioien paketatze hexagonalean hutsune oktaedrikoen erdiak betetzen direnean 3:6 (1:2 proportzioan) estekiometriako egitura sortzen da, rutiloaren egitura hain zuzen ere.

Rutiloa TiO2-aren egitura polimorfiko bat da. Egitura horretan titanio ioiak oxido anioiez oktaedrikoki koordinatuta daude eta oxidoen koordinazioa hiru da.


Beste konposatu batzuk:

  • Oxidoak: CrO2, MnO2, RuO2, IrO2
  • Fluoruroak: MgF2, CrF2, MnF2, FeF2, CoF2, NiF2, CuF2, ZnF2

Ioi poliatomikoen egiturakAldatu

 
Potasio hexakloroplatinatoaren egitura
 
Kaltzio karburoaren egitura

Badaude konposatu ioniko batzuk non ioiak poliatomikoak dire: BaSO4, KClO4, NaNO3, … Oro har, ioi poliatomikoak ez dira esferikoak, geometria zehatz eta desberdinekoak baizik. Ondorioz, solido ioniko horien egiturak askoz korapilatsuagoak dira. Bi egitura nagusitzen dira:

Potasio hexakloroplatinatoaren egituraAldatu

Potasio hexakloroplatinatoa, K2[PtCl6], koordinazio konposatu ionikoa da, non anioiak [PtCl6]2- ioiak diren eta katioiak K+. [PtCl6]2- ioiak platino atomo bat oktaedro bati jarraituz sei kloroz inguraturik dago. Oktaedroa nahiko egitura simetrikoa da eta esferatzat har daiteke.

Konposatu ionikoaren egitura antifluorita motakoa da, non anioien posizioetan [PtCl6]2- oktaedroak kokatzen diren.

Kaltzio karburoaren egituraAldatu

Kaltzio karburoa Ca2+ eta C22- ioiez osatutako koposatu ionikoa da. Konposatu horren egitura kristalinoa anti-NaCl motakoa da. C22- ioi linealak kuboaren ertzetara zuzentzen dira eta Na+ anioien posizioetan kokatzen dira.

C22- ioia zabala baino luzeagoa denez, kuboa distortsionatzen da eta gelaxka unitatea tetragonala da (kuboaren ordez, oinarri karratuko prisma zuzena). Egitura horrek trantsizio berezi bat du: tenperatura altuan ioiak bira daitezke, eta C22- ioiak esferikotzat har daitezke. Tenperatura altuetan prisma egon arren, egitura kubikoa da.

Erradioen erlazioa eta egitura motaAldatu

Solido ionikoaren egitura egonkorra izateko, ioi bakoitzaren joera kontrako kargako ioi ahalik eta gehien erakartzea da, hau da, koordinazio-indizea maximoa izatea. Dena den, koordinazio kopurua, alde batetik, katioi eta anioi kopuruak mugatzen du, eta, beste aldetik, ioien tamainak (ioi handi baten inguruan ioi txiki asko egon daiteke, baina ioi txiki baten inguruan ioi handi oso gutxi).

Beraz, konposatu ionikoaren estekiometriaren eta ioien erradioen erlazioa kontuan hartuz, solido ionikoaren egitura aurresan dezakegu. Dena dela, lortzen diren emaitzak ez dira oso onak. Adibidez, arazo bat erradio ionikoa zehazki determinatzeko ezintasuna da. X izpien difrakzioaren bidez ioien arteko distantzia lor dezakegu, baina ezin da determinatu ioi bakoitzaren muga, hau da, distantzia horretatik ioi bakoitzari zenbat dagokion. Eskuarki, ioi bati balio bat egokitzen zaio (adibidez, eredu erabilienak oxido ioiaren erradiori 1,32 Å balioa ematen dio) eta hortik kalkulatzen da beste ioien erradioa. Alabaina, eredu desberdinei jarraituz ioi zehatz batentzat lortzen den balioa aldatzen da, eta horregatik ezin dira nahastu iturri desberdinetako erradio ionikoen balioak.

Aurreko atalean paketatzeetan ioi bakoitza kontrako kargako ioiekin kontaktuan egoteko r+/r- erlazioa kalkulatu da. Benetako erlazioa aurrekoa baino handiagoa bada, egitura distortsionatzen da, baina txikiagoa bada, egitura ez da egonkorra izango, eta beste bat egokiagoa bilatuko da.

Gauza horiek guztiak kontuan hartuz, estekiometria bakoitzean erradio-erlazio desberdinak kontsideratu ditugu solidoaren egitura aurresateko.


1:1 Estekiometria. MX Motako Konposatuak

r+/r- Koordinazio zenbakia Disposizioa Paketatzea Egitura
1,000 – 0,732 8 : 8 Kubikoa Kubiko Sinplea Zesio Kloruroa (CsCl)
0,732 – 0,414 6 : 6 Oktaedrikoa Kubiko Trinkoa

Hexagonal Trinkoa

Sodio Kloruroa (NaCl)

Nikel Artseniuroa (NiAs)

0,414 - 0,225 4 : 4 Tetraedrikoa Kubiko Trinkoa

Hexagonal Trinkoa

Zinkaren Blenda

(ZnS) Wurtzita

2:1 Estekiometria. M2X Motako Konposatuak

r+/r- Koordinazio zenbakia Disposizioa Paketatzea Egitura
0,414 – 0,225 4 : 8 Tetraedrikoa: Kubikoa Kubiko Trinkoa Antifluorita (M2X)

1:2 Estekiometria. MX2 Motako Konposatuak

r+/r- Koordinazio zenbakia Disposizioa Paketatzea Egitura
1/0,414-1/0,225 8 : 4 Kubikoa: Tetraedrikoa Kubiko Trinkoa Fluorita (CaF2)
0,732 – 0,414 6 : 3 Oktaedrikoa: Trigonala Hexagonal Trinkoa Rutilo (TiO2)

Solido ionikoen eroankortasun elektrikoaAldatu

Solido ionikoak teorian isolatzaileak diren arren esperimentalki eroankortasun txiki bat neurtzen dela komentatu da. Solido ionikoen eroankortasuna metalen eroankortasuna baino askoz txikiagoa da, baina ez baztertzeko modukoa. Akatsengatik sortzen da, eta jarraian kasu batzuk aztertzen dira.

Solido ez estekiometrikoaAldatu

 
Solido ez estekiometrikoaren irudikapen bisuala
 
Solido ez-puruaaren irudikapen bisuala

Molekula bananduak ez dituzten konposatu solidoetan (solido ioniko, kobalente edo konposatu intermetalikoak) konposatuaren estekiometria betetzen ez duten solidoak izaten dira. Adibidez, solidoa prestatzean dauden baldintzen arabera, titanio oxidoa konposizio aldakorrarekin lor daiteke: Ti0,75O – Ti1,44O. X izpien difrakzioak konposatu horiek guztiak egitura bera dutela erakusten du. Azalpena sarearen hutsuneen existentzia da:

Sare kristalinoan Ti2+-aren hutsune bat badago, solido osoaren neutraltasun elektrikoa mantentzeko, bi titanio oxidatuagok, Ti3+, egon behar dute. Titanio-katioien artean elektroitransferentzia gerta daiteke, ioi batzuk oxidatuz eta beste batzuk erreduzituz: Ti3+ batek alboko beste Ti2+ baten elektroi bat beregana dezake, eta bera Ti2+ eta bestea Ti3+ bihurtzen dira. Elektroi-salto horien bidez, karga kristalean zehar mugitzen da, eta TiO ez-estekiometrikoa erdieroalea da.

Solido ez–puruakAldatu

NiO solidoan, askotan, Li+ katioia ordezko ezpurutasun moduan dago. Neutraltasun elektrikoari eusteko, sarearen ez-purutasun kopuru berean Ni3+ ioiak egon behar du. Aurreko kasuan bezala, oxidatuagoa den ioia kristalean zehar mugi daiteke, eta solido erdieroale bilakatzen da. Ezpurutasun kopurua kontrola daiteke interesatzen den eroankortasunaren balioa lortzeko.

Schottky-en eta Frenkel-en akatsengatik sortutako eroankortasunaAldatu

 
Schottky-en eta Frenkel-en akatsengatik sortutako eroankortasuna

Katioi edo anioi baten hutsuneen existentziak (Schottky akatsa) ioien mugimendua baimentzen du, hutsune horiek betetzeko asmorekin. Sare kristalinoan zehar hutsaren posizioa aldatzen den ahala, ioien higidura ere sortzen da. Prozesu horri egoera solidoaren difusio deritzo.

Era berean, Frenkel akatsengatik bitarteko posizioan dagoen ioia beste bitarteko posizio batera mugi daiteke. Difusio ionikoa ere gertatzen da. Tamaina txikiagoa dela eta, sare kristalinoan higitzen diren ioiak katioiak izan ohi dira.

Mugimendu horiek, printzipioz, guztiz desordenatuak dira, baina, potentzial-diferentzia bat aplikatuz gero, higidura hori zuzen daiteke, eta eroankortasun ionikoa sortzen da. Solido ioinikoen eroankortasun elektriko hori metalena baino txikiagoa izateaz gainera, tenperaturarekiko mendekotasuna kontrakoa da. Kasu horretan, tenperatura igo ahala ioien mugimendua azkarragoa da, eta eroankortasun elektrikoa handitu egiten da.

Elektrolito solidoak edo eroale superionikoakAldatu

 
α-AgI-ren egitura

Badaude beste solido ioniko batzuk haien eroankortasun elektrikoa aurreko kasuarena baino handiagoa dena, elektrolito likidoen antzekoa. Hori dela eta, sistema horiei elektrolito solido edo eroale superioniko deritze.

Adibide ezagunena α-AgI da. α-forma polimorfikoan oso handiak diren I- ioien banaketa kubiko gorputzean zentratua da —ez banaketa trinkoa— eta Ag+ ioiak —oso txikiak— hutsuneetan kokatuta daude. Sarean Ag+ katioi bakoitzerako hiru hutsune oktaedriko eta lau tetraedriko daude. Katioiaren tamaina txikiagatik, hutsunez hutsune mugi daiteke eta Ag+ -aren mugikortasun handia da eroankortasun elektrikoaren arduraduna. Eroale superionikoak bateria solidoetan erabiltzen dira (erloju digitalak, ordenagailuak, ...) eta ikerlan askoren helburuak dira.

Taula honetan aurreko gaian eta gai honetan ikusitako eroankortasun desberdinen balioak konparatzen dira. Eroankortasun motaren arabera, balioaz gainera tenperaturaren eragina ere desberdina da.

Eroankortasun mota Materiala σ (Ω-1m-1)
Ionikoa Kristal ionikoak

Elektrolito solidoak
Elektrolito likido sendoak

<10-16 - 10-2

10-1 - 103
10-1 - 103

Elektronikoa Metalak

Erdieroaleak
Isolatzaileak

<103 - 107

10-3 - 104
<10-10

Sare-energia. Born-Haber zikloaAldatu

Solido ioniko batean, erakarpen- eta aldarapen-indarren arteko erlazioak solidoari egonkortasuna ematen dio. Bi indar horien diferentzia zenbat eta handiagoa izan, ioien arteko lotura-energia handiagoa da. Ondorioz, hainbat eta energia gehiago beharko da kristala bere osagaietan banatzeko.

Kristal baten loturen energia neurtzeko, askotan erabiltzen den magnitudea sare-energia da. Solido ionikoan sare-energia, ∆Hsare, mol bat konposatu solido ioietan banatzeko behar den energia da.

Adibidez: NaCl (s) --> Na+ (g) + Cl- (g) ∆Hsare

Sare-energia teorikoki kalkula daiteke ioien arteko aldarapen-erakarpen indarrak, elektroien arteko eta nukleoen arteko aldarapenak eta beste indar batzuk kontuan hartuz.

Dena den, bere definizioagatik ∆Hsare ezin da neurtu esperimentalki, ioiak aske existitzen ez direlako. Arazoa konpontzen da, esperimentalki neur daitezkeen beste magnitude batzuk eta Born-Haber deritzon zikloa erabiliz gero. Ziklo hori Hess-en legearen aplikazioa da: prozesu batean gertatzen den energia-aldaketa, hots entalpia-aldaketa —∆H— hasierako eta bukaerako egoeren funtzioa da soilik, jarraitutako bideak ez du garrantzirik.

Born-Haber zikloa NaCl solido ionikoa adibidetzat harturik.

 
Born-Haber zikloa NaCl oinarritzat harturik

Ziklo horretan prozesu guztien entalpia-aldakuntza esperimentalki neur daiteke, ∆Hsare izan ezik: ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 +∆H5 +∆H6

 
Born-Haber zikloa NaCl oinarritzat harturik
                                           ∆Hf(NaCl) = ∆Hsubl(Na) + ½∆Hdis(Cl2) + ∆Hion(Na) + ∆Hafi(Cl) + ∆H -411 = 108 + 496 + 121 – 348 – ∆Hsare(NaCl)
                                                                                  ∆Hsare(NaCl) = 788 kJ/mol

Solido ionikoen sare-energiaren balioan bi magnitudek eragina dute: ioien kargaK eta ioien tamainaK. Taula hauetan balio batzuk agertzen dira:

Solido ionikoen sare-energia

∆Hsare (kcal/mol) F- Cl- Br- I-
Li+ 238 192 182 170
Na+ 214 179 171 160
K+ 189 163 157 148
Rb+ 181 158 151 143
Cs+ 172 148 142 135
∆Hsare (kcal/mol) O2 S2
Be2+ 1080 893
Mg2+ 940 778
Ca2+ 835 722
Sr2+ 791 657
Ba2+ 745 656


Taularen balioak aztertuz, honako ondorio hau atera daiteke:

  • Sare-energia ioien kargarekin handitzen da (bi taulak konparatu)
  • Sare-energia katioiaren erradioa handitzean gutxitzen da (Li-Na-K…, Be-Mg-Ca…)
  • Sare-energia anioiaren erradioa handitzean gutxitzen da (F-Cl-Br…, O-S)

Eragin horien arrazoia indar elektrostatikoaren sendotasunaren adierazpenean ikus dezakegu:

 F α q+∙q-/d2

q: ioien karga d: ioien arteko distantzia (erradioen batura)

Sare-energiaren balioak zuzenean propietate fisikoen balioetan islatzen dira; adibidez, fusio-tenperaturetan:


Solido ionikoen fusio-tenperaturak

fus (ºC) F- Cl- Br- I-
Na+ 990 801 750 662
K+ 858 772 755 680
Rb+ 833 715 682 642
Cs+ 703 645 636 621

SOLIDO KOBALENTEAKAldatu

Solido kobalenteen partikula osagaiak atomo elektronegatiboak dira, ez-metalak, eta lotura kobalenteen bitartez lotzen dira. Lotura horiek kristal osoan zehar hedatzen dira, ez dago molekula isolaturik, eta kristal osoa molekulatzat har dezakegu. Lotura kobalentea lotura zuzendua da, hau da, atomoen posizioak lotura kobalenteak mugatzen ditu (lotura metalikoak eta ionikoak ez dute norabide nagusirik), eta horri esker solido kobalenteen propietateak oso bereziak dira.

Ez daude solido kobalenteen kasu asko; batez ere, sistema periodikoaren karbono taldeko elementuetan, eta elementu horien konposatu batzuetan aurkitzen dira. Taula honetan solido kobalenteak eratzen dituzten elementuak eta forma alotropikoak daude.

 
Solido kobalenteak eratzen dituzten elementuak eta forma alotropikoak

Propietate orokorrakAldatu

Solido kobalenteetan atomoak lotuta mantentzen dituzten indarrak oso sendoak eta zuzenduak direnez, hauek dira solido kobalenteen ezaugarririk nagusiak:

Grafitoaren sare-energia diamantearena baino handiagoa da. Horrek esan nahi du baldintza estandarretan grafitoa karbonoaren egitura egonkorrena dela. Diamantea espontaneoki grafito bihurtzen da, baina prozesu hori hain astiro gertatzen da, ezen baztertu baitezakegu.

Silizioaren sare-energia edo fusio-puntua karbonoarena baino baxuagoa da. Silizioa handiagoa denez, solido kobalentean atomoen arteko distantzia luzeagoa da, eta, ondorioz, lotura ez da hain sendoa.

Konposatua ∆H°sare (kJ/mol) fus (°C)
C (diamantea) 709 3600
C (grafitoa) 711 -
Si 451 1414
SiO2 1851 1600
SiC 1225 2600 (subli)
  • Lotura zuzendua denez, solido horiek gogorrenak eta konprimaezinenak dira; izan ere, diamantea ezagutzen den material gogorrena da.

EgiturakAldatu

Solido kobalenteen egitura lotura kobalenteen norabideek mugatzen dute, eta horregatik ez da erraza solido guztien egiturak era sistematiko batean biltzea. Atomo baten inguruan lotura kobalenteen geometria, askotan, tetraedrikoa da (zortzikotearen araua), eta sortzen den solidoaren egitura, batzuetan, tetraedroen paketatze moduan uler daiteke (batez ere, karbono taldeko atomoekin lau balentzia-elektroi dituztelako). Baina, askotan, geometria oktaedrikotik sortzen diren egiturak ere badaude.

DiamanteaAldatu

 
Diamantearen egitura

Diamantea karbonoaren forma alotropiko bat da, eta solido kobalenteen adibide adierazgarriena da. Diamantearen egitura ulertzeko, karbonoaren lau sp3 orbital hibridoak erabiliko dira, eta bakoitzean elektroi bat sartzen da, 2(sp3)4 . Orbital horien geometria tetraedrikoa da; ondorioz, diamantean karbono bakoitzaren inguruan, tetraedro baten erpinetan lau karbono aurkitzen dira. Lau karbono horiek ere beste lau karbonori lotzen zaizkie banaketa berdinari jarraituz eta abar. Horrela, esan daiteke diamantearen egitura erpinaren bidez lotzen diren tetraedroak direla.

Diamantearen egituraren gelaxka unitatea zinkaren blendarena bezalakoa da, baina atomo guztiak berdinak dira: aurpegietan zentraturiko kuboa, eta hutsune tetraedrikoen erdiak txandakaturik atomoz beteta.

Diamanteaz gainera, silizioak, germanioak eta eztainu grisak ere egitura hori dute, eta halaber elementu horien konposatu batzuek, hala nola karborundo -SiC (Si paketatze kubiko trinkoa eta C hutsune tetraedrikoetan)-, BN eta BPak.

GrafitoaAldatu

 
Grafitoaren egitura

Grafitoa, arkatza, karbonoaren beste forma polimorfikoa da, eta, diamantearekin alderatuz, propietateak guztiz desberdinak dira: solido gris distiratsua, biguna eta itsaskorra da. Hau da, fisikoki ez du zer ikusirik diamantearekin, eta hori atomoak beste era batean ordenaturik daudelako bakarrik gertatzen da.

Grafitoa simetria hexagonaleko karbonozko xaflaz osatuta dago. Xafla batean karbono atomo bakoitza, sp2 hiru orbital hibridoren bidez, hiru karbono atomori lotzen zaie; geometria trigonal laua da. Karbono bakoitzari xaflarekiko perpendikularra den beste p orbital bat geratzen zaio, elektroi bakarrekoa. Orbital horien guztien artean alboko interakzio bat gertatzen da, bentzenoan gertatzen denaren antzekoa. Xafla osatzen duten atomo guztien artean π lotura deslokalizatu bat sortzen da. Izatez, karbonoen arteko distantziak bentzenoan eta grafitoan oso antzekoak dira (1,35 Å eta 1,42 Å, hurrenez hurren).

Xaflak bata bestearen gainean jartzen dira, eta Van der Waalsen interakzio ahularen bidez lotzen dira. Xaflen arteko distantzia nahiko handia da —3,35 Å— haien arteko interakzioen ahultasuna dela eta. Ondorioz, grafito xaflatan erraz apur daiteke, xaflakorra da, eta propietate horretaz baliatzen gara arkatzez idazteko edo lubrifikatzaile moduan erabiltzeko.

Grafitoak beste propietate berezi bat dauka: eroankortasuna. Grafitoaren egituran, π sisteman dauden elektroiak deslokalizaturik daude xaflako atomo guztien artean, eta xaflan zehar oso mugikorrak dira. Hori dela eta, xafletako norabidean grafitoa eroalea da, baina ez xaflen norabide perpendikularrean. Eroankortasun horri esker, grafitoa elektrodo geldo gisa erabiltzen da.

Silizea, SiO2Aldatu

Silizean, alde batetik, silizio atomo bakoitza, tetraedroari jarraituz, lau oxigeno atomori lotuta dago; beste aldetik, oxigeno bakoitza bi siliziori lotuta dago. Beraz, ez dago Si-Si loturarik. Tetraedro horiek era desberdinak ordena daitezke forma alotropiko desberdinak osatuz. Silizearen hiru egitura polimorfiko ezagutzen dira: kuartzoa, tridimita eta kristobalita.

 
Silizearen hiru egitura polimorfiko

Kuartzoa inguruneko tenperaturan forma egonkorrena da; kristobalitan, Si atomoak diamantearen posizioetan kokatzen dira, eta oxigeno atomoak bi silizioen arteko zubi gisa; tridimitan, tetraedroen ordenamendua desberdina da.

 
kristobalita eta α-kuartzoa

Silikatoak silizioaren konposatuak dira, non SiO4 tetraedroak ere aurkitzen baititugu. Konposatu horiek harkaitzetan oso hedatuak dira. Silizioaz eta oxigenoaz gainera, aluminioa eta beste metal batzuk izan ohi dituzte, askotariko konposizioak osatuz. Gainera, tetraedroen ordenamendua ere aldatzen da, konposatu desberdinak osatuz:

 
Silikatoak

Solidoen arteko konparaketaAldatu

Solido mota guztiak aztertuta eta haien propietate garrantzitsuak eta haien arteko desberdintasuna ulerturik, solidoak bi taldetan bana daitezke:

  • Solido molekularrak: molekula banakoak (gas nobleak izan ezik), molekula arteko interakzioen bidez lotuta.
  • Sare-formako solidoak: atomo edo ioien sare bat. Partikula horien arteko interakzio motaren arabera, solido metaliko, ioniko edo kobalente izan daitezke. Erretikuluen ordenamenduaren arabera, solidoak hiru dimentsiokoak (lotura hiru dimentsioetan zabaltzen da), bi dimentsiokoak (erretikuluak gainazal batean lotzen dira eta gainazalak molekula arteko indarren bidez lotzen dira) edo dimentsio bakarrekoak (kateak osatu eta, kateen artean, van der Waalsen interakzioak).
 
Solido mota ezberdinen konparaketa

Solidoak konparatzeko, propietate garrantzitsuen gainean eragina duten faktoreak kontuan hartzekoak dira, hala nola:

  • Partikulen izaera (egitura, tamaina, forma)
  • Partikulak lotzen dituen indar mota
  • Lotura zuzendua den ala ez
  • Kristalaren egitura

Egindako sailkapena eta solido guztien deskribapena ideala izan da. Oso gutxi dira solido kobalente (ioniko, metaliko edo molekular) puruak direnak; solido errealak solido mota guztien nahastea izaten dira.

SOLIDO MOLEKULARRAKAldatu

Kristal molekularretan errepikatzen den unitatea kargarik gabeko molekula osoa da (gas nobleen kasuan izan ezik, non atomoak diren). Kristal-egituran molekulak molekulen arteko interakzioen bidez lotzen dira: van der Waalsen indarrak edo hidrogeno-loturak. Oro har, indar horiek ahulagoak dira beste solido motetan aurkitzen ditugunak baino.

Elementuen artean, inguruneko tenperaturan gas diren elementuek solido molekularrak ekoizten dituzte, zeinetan molekula, gas nobleetan izan ezik, X2 formakoa baita. Likido edo solido diren beste elementu batzuk solido molekular moduan lortzen dira: bromo, iodoa, astatoa, fosforo zuria (P4) eta sufrea (S8).

Konposatuei begiratzen badiegu, giro-tenperaturan gasak edo likidoak diren ia konposatu guztiek solido molekularrak sortzen dituzte: CO2, SO2, NH3, HCl, CH4, besteak beste, eta baita konposatu organiko guztiak ere

Propietate orokorrakAldatu

Partikulen arteko indarren ahultasuna dela eta, solido molekularren propietateak bereziak dira:

  • Solido molekularren sare-energiaren balioak nahiko txikiak dira, eta, gainera, sublimazio beroarekin bat datoz.
Konposatua Ar Kr CH4 H2S Cl2 H2O I2
∆H°sare (kJ/mol) 7,5 10,5 9,6 21 27 51 61
  • Solido lurrunkorrak dira, eta fusio- eta irakite-tenperaturak baxuak dituzte. Balioen desberdintasuna ulertzeko, molekulen polarizagarritasuna eta polaritatea aintzakotzat hartu behar da, H-loturak ere egon daitekeela ahaztu barik.
  • Kristalak bigunak dira, pittin bat konprimagarriak eta deformagarriak.
  • Solido molekularrak isolatzaile elektrikoak dira, molekulak karga netorik ez duelako eta elektroiak aske ez direlako.
  • Propietate kimikoak osatzen duten molekulenak dira.
  • Disolbagarritasuna solidoaren eta disolbatzailearen izaeraren menpe dago; oro har, substantzia polarrak disolbatzaile polarretan disolbatzen dira, eta substantzia apolarrak, disolbatzaile apolarretan.

EgiturakAldatu

Egitura aztertzerakoan, solido-egoerari eusteko dagoen interakzio mota aintzakotzat hartu behar da: van der Waalsen indarrak ez-direkzionalak dira, hidrogeno-loturak, berriz, norabide zehatz batean gertatzen dira.

Van der WaalsAldatu

Partikulak molekularen formak uzten duen ahalik eta formarik trinkoenean paketatzen dira. Hori dela eta, gas nobleen kasuan, non partikulak atomo esferikoak diren, paketatze kubiko trinkoa edo hexagonal trinkoa lortzen dira.

Molekula diatomikoak, tenperatura baxuetan, ardatz bati jarraituz orientatzen dira, eta egitura trinko distortsionatuak lortzen dira. Tenperatura altua izanez gero, biratze-higidura baimenduta dago, eta molekulak esferatzat har daitezke; ondorioz, egitura kristalinoek ezdistortsionatu bilakatzen dute.

Molekula poliatomikoetan aniztasun handiko egiturak ikusten dira molekularen formaren arabera. Adibidez, irudi honetan S8-aren egitura adierazten da.

 
I2 eta S8-ren egiturak

Hidrogeno-loturaAldatu

Hidrogeno-loturak zuzenduak direnez, lotura horien norabideek solidoaren egitura mugatzen dute.

Izotza aztertuko da. Izotzean oxigeno bakoitza lau hidrogenori lotuta dago tetraedro baten norabideetan. Dena dela, tetraedro hori distortsionatua da bi hidrogeno σ-lotura kobalentearen bidez (motzagoa eta sendoagoa) lotuta daudelako, eta beste biak, berriz, H-loturaren bidez (luzeagoa eta ahulagoa). Tetraedroak era desberdinetan ordena daitezke izotzaren forma alotropikoak emanez.

 
Hidrogeno loturen adibideak
 
Izotzaren egitura


Izotzaren egitura berezi horretan datzate solido horren ezaugarri bereziak; adibidez, ur likidoa baino dentsitate txikiagokoa izatea. Izotzaren egitura ur likidoarena baino zabalagoa da, H-loturak hedatzean kanal-formako zuloak sortzen direlako, eta bolumen handiagoa betetzen da. Hori dela eta, izotza ez da ur likidotan murgiltzen, gainazalean geratzen da. Lakuetan eta halakoetan izozten dena gainazala da. Izotzak, isolatzaile moduan, azpiko ur likidoa babesten du.

BibliografiaAldatu

  • Kenneth., Libbrecht, The snowflake : winter's frozen artistry ISBN 9781627887335.
  • IUCr (1992-11-01) «Report of the Executive Committee for 1991» Acta Crystallographica Section A Foundations of Crystallography (6): 922–946 doi:10.1107/s0108767392008328 ISSN 0108-7673.
  • Steurer, Walter (2004-07-01) «Twenty years of structure research on quasicrystals. Part I. Pentagonal, octagonal, decagonal and dodecagonal quasicrystals» Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials (7) doi:10.1524/zkri.219.7.391.35643 ISSN 2196-7105.
  • Kimikako Nobel saria, kuasikristalak aurkitzeagatik - Zientzia.eus.
  • Stephen Lower. "Chem1 online textbook—States of matter". Retrieved 2016-09-19.
  • Ashcroft and Mermin (1976). Solid state physics.
  • κρύσταλλος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library
  • κρύος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library
  • "The American Heritage Dictionary of the English Language". Kreus. 2000.
  • Regal, Brian. (2009). Pseudoscience: A Critical Encyclopedia. Greenwood. p. 51. ISBN 978-0-313-35507-3
  • Patti Wigington (31 August 2016). "Using Crystals and Gemstones in Magic". About.com. Retrieved 14 November 2016.
  • "The Magic of Crystals and Gemstones". WitchesLore. 14 December 2011. Retrieved 14 November 2016.
  • The surface science of metal oxides, by Victor E. Henrich, P. A. Cox, page 28, google books link
  • G. Cressey and I. F. Mercer, (1999) Crystals, London, Natural History Museum, page 58
  • One or more of the preceding sentences incorporates text from a publication now in the public domain: Flett, John Smith (1911). "Petrology". In Chisholm, Hugh. Encyclopædia Britannica. 21 (11th ed.). Cambridge University Press.
  • Libbrecht, Kenneth; Wing, Rachel (2015-09-01). The Snowflake: Winter's Frozen Artistry. Voyageur Press. ISBN 9781627887335.
  • "Cave of Crystal Giants — National Geographic Magazine". nationalgeographic.com.
  • Britain), Science Research Council (Great (1972). Report of the Council. H.M. Stationery Office.
  • International Union of Crystallography (1992). "Report of the Executive Committee for 1991". Acta Crystallogr. A. 48 (6): 922. doi:10.1107/S0108767392008328. PMC 1826680.
  • Steurer W. (2004). "Twenty years of structure research on quasicrystals. Part I. Pentagonal, octagonal, decagonal and dodecagonal quasicrystals". Z. Kristallogr. 219 (7–2004): 391–446. Bibcode:2004ZK....219..391S. doi:10.1524/zkri.219.7.391.35643.
  • "The Nobel Prize in Chemistry 2011". Nobelprize.org. Retrieved 2011-12-29.
  • Yonezawa, F (2017). Physics of Metal-Nonmetal Transitions. Amsterdam: IOS Press. p. 257. ISBN 978-1-61499-786-3. Sir Nevill Mott (1905-1996) wrote a letter to a fellow physicist, Prof. Peter P. Edwards, in which he notes...I’ve though a lot about 'What is a metal?' and I think one can only answer the question at T =0 (the absolute zero of temperature). There a metal conducts and a nonmetal doesn’t.
  • John C. Martin. "What we learn from a star's metal content". New Analysis RR Lyrae Kinematics in the Solar Neighborhood. Retrieved September 7, 2005.
  • Roe, J; Roe, M (1992). "World's coinage uses 24 chemical elements". World Coinage News. 19 (4, 5): 24–25, 18–19.
  • Mortimer, Charles E. (1975). Chemistry: A Conceptual Approach (3rd ed.). New York:: D. Van Nostrad Company.
  • Ductility – strength of materials
  • Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  • Russell, A. M; Lee, K. L. (2005). Structure–Property Relations in Nonferrous Metals. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. pp. passim. ISBN 978-0-471-64952-6.
  • Metal contamination. Editions Quae. 2006. ISBN 9782759200115.
  • Tunay, Olcay; Kabdasli, Isik; Arslan-Alaton, Idil; Olmez-Hanci, Tugba (2010-10-12). Chemical Oxidation Applications for Industrial Wastewaters. IWA Publishing. ISBN 9781843393078.
  • Walther, John V. (2013-02-15). Earth's Natural Resources. Jones & Bartlett Publishers. ISBN 9781449632342.
  • Abdul-Rahman, Yahia (2014-11-10). The Art of RF (Riba-Free) Islamic Banking and Finance: Tools and Techniques for Community-Based Banking. John Wiley & Sons. ISBN 9781118770962.
  • Cox 1997, pp. 73–89
  • Cox 1997, pp. 32, 63, 85
  • Podosek 2011, p. 482
  • Padmanabhan 2001, p. 234
  • Rehder 2010, pp. 32, 33
  • Hofmann 2002, pp. 23–24
  • Hadhazy 2016
  • Choptuik, Lehner & Pretorias 2015, p. 383
  • Cox 1997, pp. 83, 91, 102–103
  • "Los Alamos National Laboratory – Sodium". Retrieved 2007-06-08.
  • "Los Alamos National Laboratory – Aluminum". Retrieved 2007-06-08.
  • Avnir, David (2014). "Molecularly doped metals". Acc. Chem. Res. 47 (2): 579–592. doi:10.1021/ar4001982.
  • The Recycling Rates of Metals: A Status Report Archived 2016-01-01 at the Wayback Machine. 2010, International Resource Panel, United Nations Environment Programme
  • Tread lightly: Aluminium attack Carolyn Fry, Guardian.co.uk, 22 February 2008.
  • Metal Stocks in Society: Scientific Synthesis Archived 2016-01-01 at the Wayback Machine. 2010, International Resource Panel, United Nations Environment Programme
  • Tylecote, R. F. (1992). A History of Metallurgy, Second Edition. London: Maney Publishing, for the Institute of Materials. ISBN 1-902653-79-3. Archived from the original on 2015-04-02.
  • Thornton, C.; Lamberg-Karlovsky, C.C.; Liezers, M.; Young, S.M.M. (2002). "On pins and needles: tracing the evolution of copper-based alloying at Tepe Yahya, Iran, via ICP-MS analysis of Common-place items". Journal of Archaeological Science. 29 (12): 1451–1460. doi:10.1006/jasc.2002.0809.
  • Kaufman, Brett. "Metallurgy and Archaeological Change in the Ancient Near East". Backdirt: Annual Review. 2011: 86.
  • Akanuma, H. (2005). "The significance of the composition of excavated iron fragments taken from Stratum III at the site of Kaman-Kalehöyük, Turkey". Anatolian Archaeological Studies. 14: 147–158.
  • "Ironware piece unearthed from Turkey found to be oldest steel". The Hindu. Chennai, India. 2009-03-26. Archived from the original on 2009-03-29. Retrieved 2009-03-27.
  • Knauth, P (1976). The Metalsmiths, revised edition. London: Time-Life International. pp. 133, 137.
  • Published in The Delineator, Sept. 1909. Reprinted as the introduction to Rewards and Fairies in 1910.
  • Georgius Agricola, De Re Metallica (1556) Tr. Herbert Clark Hoover & Lou Henry Hoover (1912); Footnote quoting De Natura Fossilium (1546), p. 180
  • Faraday, M. (1839) Experimental Researches in Electricity, Art. 1339, Taylor and Francis, London
  • Nernst, W. (1926) Theoretische Chemie, Enke, Stuttgart
  • Schottky, W.; Ulich, H. and Wagner, C. (1929) Thermodynamik, Springer, Berlin.
  • Nernst, W. (1899) pp. 192 and 367 in Mutter Erde, Spemann, Berlin, vol. 2.
  • Tubandt, C. (1932) in: Handbuch der Experimentalphysik XII, part 1, W. Wien and F. Harms (eds.), Akadem. Verlagsges., Leipzig.
  • Weber R. (1883) Berliner Akad. Wiss. II 1233
  • Owens B. B. (1971) Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering. vol 8. P. Delahay and C. W. Tobias (eds.). New York: Wiley-Interscience. p. 1. ISBN 0471875260
  • Steven S. Zumdahl; Susan A. Zumdahl (2000), Chemistry (5 ed.), Houghton Mifflin, pp. 470–6, ISBN 0-618-03591-5
  • Zarzycki, J. Glasses and the vitreous state, Cambridge University Press, New York, 1982.
  • Ebbing, Darrell D., and R.A.D. Wentworth. Introductory Chemistry. 2nd ed. Boston: Houghton Mifflin, 1998. Print.
  • Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene, Jr.; Bursten, Bruce E.; Murphy, Catherine J. (2009). Chemistry: The Central Science (11th ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. pp. 466–7. ISBN 978-0-13-600617-6.
  • Simon, A.; Peters, K. (1980). "Single-Crystal Refinement of the Structure of Carbon Dioxide". Acta Crystallogr. B. 36: 2750–2751. doi:10.1107/s0567740880009879.
  • Lehmann, C. W.; Stowasser, Frank (2007). "The Crystal Structure of Anhydrous Beta-Caffeine as Determined from X-ray Powder-Diffraction Data". Chemistry A European g. 10: 2908–2911. doi:10.1002/chem.200600973.
  • Hall, George (1965). Molecular Solid State Physics. Berlin, Germany: Springer-Verlag.
  • Fahlman, B. D. (2011). Materials Chemistry. Berlin, Germany: Springer.
  • Schwoerer, M.; Wolf, H. C. (2007). Organic Molecular Solids. Weinheim, Germany: Wiley-VCH.
  • Omar, M. A. (2002). Elementary Solid State Physics. London, England: Pearson.
  • Patterson, J.; Bailey, B. (2010). Solid-State Physics. Berlin, Germany: Springer.
  • Turton, R. (2010). The Physics of Solids. New York, New York: Oxford University Press Inc.
  • Keer, H. V. (1993). Principles of Solid Sate. Hoboken, New Jersey: Wiley Eastern Limited.
  • Israelachvili, J. N. (2011). Intermolecular and Surface Forces. Cambridge, Massachusetts: Academic Press.
  • Inokuchi, H.; Kuroda, H.; Akamatu (1961). "On the Electrical Conductivity of the Organic Thin Films: Perylene, Coronene, and Violanthrene". Bulletin of the Chemical Society of Japan. 34: 749–753. doi:10.1246/bcsj.34.749.
  • Varughese, S.; Kiran, M. S. R. N.; Ramamurty, U.; Desiraju, G. R. (2013). "Nanoindentation in Crystal Engineering: Quantifying Mechanical Properties of Molecular Crystals". Angewandte Chemie International Edition. 52: 2701–2712. doi:10.1002/anie.201205002.
  • Field, J. E., ed. (1979). The Properties of Diamonds. New York, New York: Academic Press.
  • Haynes, W. M.; Lise, D. R.; Bruno, T. J., eds. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: CRC Press.
  • O'Neil, M. J., ed. (2013). The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. Cambridge, United Kingdom: Royal Society of Chemistry.
  • Barret, C. S.; Meyer, L. (1965). Daunt, J. G., ed. Low Temperature Physics: The Crystal Structures of Argon and Its Alloys. New York, New York: Springer.
  • Eisenberg, D.; Kauzmann, W. (2005). The Structures and Properties of Water. Oxford, UK: Oxford University Press.
  • Harvey, G. R. (1991). Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Chemistry and Carcinogenicity. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
  • Jones, W., ed. (1997). Organic Molecular Solids: Properties and Applications. Boca Raton: CRC Press.
  • Desiraju, G. R. (2013). "Crystal Engineering: From Molecular to Crystal". Journal of the American Chemical Society. 27: 9952–9967. doi:10.1021/ja403264c.
  • Thakur, T. S.; Dubey, R.; Desiraju, G. R. (2015). "Crystal Structure and Prediction". Annual Review of Physical Chemistry. 1: 21–42. Bibcode:2015ARPC...66...21T. doi:10.1146/annurev-physchem-040214-121452.
  • Davey, R. J.; Schroeder, S. L.; Horst, J. H. T. (2013). "Nucleation of Organic Crystals - A Molecular Perspective". Angewandte Chemie International Edition. 52: 2166–2179. doi:10.1002/anie.201204824.
  • Harris, Harris; Edward, M.; Blake, F. C. (1928). "The Atomic Arrangement of Orthorhombic Iodine". Journal of the American Chemical Society. 50: 1583–1600. doi:10.1021/ja01393a009.
  • Allan, D. R.; Clark, S. J.; Ibberson, R. M.; Parsons, S.; Pulham, C. R.; Sawyer, L. (1999). "The Influence of Pressure and Temperature on the Crystal Structure of Acetone". Chemical Communications: 751–752. doi:10.1039/A900558G.
  • Alt, H. C.; Kalus, J. (1982). "X-Ray Powder Diffraction Investigation of Naphthalene up to 0.5 GPa". Acta Crystallographica Section B. 10: 2595–2600. doi:10.1107/s056774088200942x.
  • Williams, J. H. (1993). "The Molecular Electric QuadrupoleMoment and Solid-State Architecture". Accounts of Chemical Research. 26: 593–598. doi:10.1021/ar00035a005.
  • Dawson, A.; Allan, D. R.; Parsons, Simon; Ruf, M. (2004). "Use of a CCD diffractometer in crystal structure determinations at high pressure". Journal of Applied Crystallography. 37: 410–416. doi:10.1107/s0021889804007149.
  • Hassel, O.; Hvoslef, J. (1954). "The Structure of Bromine 1,4-Dioxanate". Acta Chemica Scandinavica. 8. doi:10.3891/acta.chem.scand.08-0873.
  • Metrangolo, P.; Meyer, F.; Pilati, Tullio; Resnati, G.; Terraneo, G. (2008). "Halogen Bonding in Supramolecular Chemistry". Angewandte Chemie International Edition. 47: 6114–6127. doi:10.1002/anie.200800128.
  • Reddy, C. M.; Krishan, G. R.; Ghosh, S. (2010). "Mechanical properties of molecular crystals—applications to crystal engineering". Crystal Engineering Communication. 12: 2296–2314. doi:10.1039/c003466e.
  • Kistenmacher, T. J.; Phillips, T. E.; Cowan, D. O. (1974). "The Crystal Structure of the 1:1 Radical Cation-Radical Anion Salt of 2,2'-bis-1,3-dithiole (TTF) and 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ)". Acta Crystallographica Section B. 30: 763–768. doi:10.1107/s0567740874003669.
  • Cohen, M. J.; Coleman, L. B.; Garito, A. F.; Heeger, A. J. (1974). "Electrical Conductivity of Tetrathiofulvalinium Tetracyanoquinodimethane (TTF) (TCNQ)". Physical Review B. 10: 1298–1307. Bibcode:1974PhRvB..10.1298C. doi:10.1103/PhysRevB.10.1298.
  • John Olmsted, Gregory M. Williams (1997). Chemistry: the molecular science. Jones & Bartlett Learning. p. 981. ISBN 0-8151-8450-6.
  • Singhal Atul. The Pearson Guide to Objective Chemistry for the AIEEE. p. 36. ISBN 81-317-1359-8.
  • Gary Wulfsberg (1991). Principles of descriptive inorganic chemistry. University Science Books. p. 186. ISBN 0-935702-66-0.
  • Simon, Arndt; Borrmann, Horst; Horakh, Jörg (1997). "On the Polymorphism of White Phosphorus". Chemische Berichte. 130: 1235. doi:10.1002/cber.19971300911.
  • AK Srivastava and PC Jain. Chemistry Vol (1 and 2). FK Publications. p. 548. ISBN 81-88597-83-X.
  • Holleman, Arnold F; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Arsen". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in German) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 675–681. ISBN 3-11-007511-3.
  • Masters, Anthony F. "Allotropes – Group 13, Group 14, Group 15, Group 16". Chemistry Explained. Retrieved 2009-01-06.
  • James E. House (2008). Inorganic chemistry. Academic Press. p. 524. ISBN 0-12-356786-6.
  • Darrell D. Ebbing, Steven D. Gammon (2007). General Chemistry. Cengage Learning. p. 446. ISBN 0-618-85748-6.
  • James Wei (2007). Product engineering: molecular structure and properties. Oxford University Press. p. 137. ISBN 0-19-515917-9.
  • Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  • AK Srivastava and PC Jain. Chemistry Vol (1 and 2). FK Publications. p. 550. ISBN 81-88597-83-X.
  • K (2011). "Ab initio electronic structure of solid coronene: Differences from and commonalities to picene". Physical Review B. 84. arXiv:1105.0248. Bibcode:2011PhRvB..84b0507K. doi:10.1103/physrevb.84.020507.
  • O. Gunnarsson (1997). "Superconductivity in Fullerides". Reviews of Modern Physics. 69: 575. arXiv:cond-mat/9611150. Bibcode:1997RvMP...69..575G. doi:10.1103/RevModPhys.69.575.

SakontzekoAldatu

  • Howard, J. Michael; Darcy Howard (Illustrator) (1998). "Introduction to Crystallography and Mineral Crystal Systems". Bob's Rock Shop.
  • Krassmann, Thomas (2005–2008). "The Giant Crystal Project". Krassmann.
  • Various authors (2007). "Teaching Pamphlets". Commission on Crystallographic Teaching.
  • Various authors (2004). "Crystal Lattice Structures:Index by Space Group".
  • Various authors (2010). "Crystallography". Spanish National Research Council, Department of Crystallography.
  • Crow J. M. 2016, "Impossible alloys: How to make never-before-seen metals", New Scientist, 12 October
  • Parish R. V. 1977, The Metallic Elements, Longman, London, ISBN 978-0-582-44278-8
  • Raymond R. 1984, Out of the Fiery Furnace: The Impact of Metals on the History of Mankind, Macmillan Australia, Melbourne, ISBN 978-0-333-38024-6
  • Russell A. M. & Lee K. L. 2005, Structure–Property Relations in Nonferrous Metals, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, ISBN 978-0-471-64952-6
  • Street A. & Alexander W. 1998, Metals in the Service of Man (11th ed.), Penguin Books, London, ISBN 978-0-14-025776-2
  • Wilson A. J. 1994, The Living Rock: The Story of Metals Since Earliest Times and Their Impact on Developing Civilization, Woodhead Publishing, Cambridge, ISBN 978-1-85573-154-7