Tipi di solidi

Nei solidi le particelle, atomi, ioni o molecole sono tenuti insieme da legami di un unico tipo o di tipi diversi, estesi nelle tre direzioni dello spazio per costituire un cristallo. I legami principali sono: metallico, ionico, covalente e forze di Van der Waals.

 

metallicoNei reticoli a legame metallico i nuclei atomici sono organizzati in una struttura reticolare mentre gli elettroni sono delocalizzati su tutto il reticolo. La struttura è simile a quella dei cristalli ionici, solo che qui gli ioni sono dello stesso segno. Si suppone che gli elettroni siano riuniti in bande, ciascuna delle quali composta da molti livelli energetici vicini tra loro; lo spostamento degli elettroni avviene all'interno delle bande di energia e da una banda all'altra. Per questa mobilità degli elettroni, abbiamo un'alta conducibilità elettrica e termica, e la mancanza di trasparenza. La struttura reticolare dei nuclei positivi rende il metallo duttile e malleabile e capace di dare forme cristalline filamentose, arborescenti, laminari.

 

ionicoNei reticoli a legame ionico c'è un'alternanza di ioni positivi e negativi, tenuti insieme da forze di natura elettrostatica. Ogni ione tende a circondarsi del maggior numero possibile di ioni di carica opposta compatibile con le sue dimensioni. Si formano pertanto dei poliedri di coordinazione, la cui forma dipende dal rapporto dei raggi ionici dello ione che occupa il centro del poliedro e gli ioni dei vertici. Il numero di coordinazione può essere 4 (tetraedro), 6 (ottaedro), 8 (cubo), 12 (cuboottaedro).

 

covalenteNei cristalli con reticolo atomico a legame covalente gli atomi mettono in comune uno o più elettroni del livello più esterno per raggiungere una configurazione elettronica stabile. I poliedri di coordinazione che ne risultano non sfruttano completamente lo spazio, avendo 4 come numero massimo di coordinazione. Questo tipo di legame conferisce al solido durezza, un alto punto di fusione e una bassa conducibilità termica.

 

molecolareI reticoli con legame molecolare sono caratteristici delle sostanze organiche ma sono presenti anche nello zolfo e nel realgar. Le molecole sono tenute insieme da legami intermolecolari come le forze di Van der Waals, legami idrogeno e dipolare. I solidi molecolari hanno basso punto di fusione e sono cattivi conduttori.