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PRACTICA 1

“ESTADO SÓLIDO: CRISTALES”

24-ABRIL-2015

OBJETIVO.El alumno identificara los diferentes sistemas de cristalización.

MARCO TEÓRICO.

Estad s!"#d.

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe aque las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atraccióngrandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.

En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilandoalrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente alo largo del sólido. Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, sedisponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geomtrica, que dalugar a diversas estructuras cristalinas.

!e pueden encontrar dos tipos de sólidos" #morfo y $ristalino.

Solido cristalino: Los átomos, iones o molculas están ordenados endisposiciones bien definidas. Estos sólidos suelen tener superficies planas o carasque forman ángulos definidos entre sí. Las pilas ordenadas de partículas queproducen estas caras tambin hacen que los sólidos tengan formas muyregulares.

Sólido amorfo: Es un sólido cuyas partículas no tienen una estructura ordenada.Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas. %uchos sólidos amorfosson mezclas de molculas que no se pueden apilar bien. $asi todos los demás secomponen de molculas grandes y complejas.

a& Estructura de un sólido cristalino, b& Estructura de un sólido amorfo.


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El orden característico de los sólidos cristalinos nos permite tener una imagen detodo un cristal e'aminando sólo una peque(a parte de l. )odemos imaginar queel sólido se forma apilando bloques de construcción idnticos, así como una paredde tabiques se forma apilando tabiques individuales idnticos.

T#$s d% &'#sta"%s.

Las propiedades de los cristales, como su punto de fusión, densidad y durezaestán determinadas por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las partículas.!e clasifican en" iónico, covalente, molecular o metálico.

Cristales iónicos.

Los cristales iónicos tienen dos características importantes" están formados deenlaces cargados y los aniones y cationes suelen ser de distinto tama(o. !onduros y a la vez quebradizos. La fuerza que los mantiene unidos es electrostática.Ejemplos" *$l, $s$l, +n! y $-. La mayoría de los cristales iónicos tienen puntosde fusión altos, lo cual refleja la gran fuerza de cohesión que mantiene juntos a losiones. !u estabilidad depende en parte de su energía reticular cuanto mayor seaesta energía, más estable será el compuesto.

Cristales covalentes.

Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una redtridimensional /nicamente por enlaces covalentes. El grafito y el diamante, sonbuenos ejemplos. 0ebido a sus enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones, eldiamante presenta una dureza particular y un elevado punto de fusión. El cuarzoes otro ejemplo de cristal covalente. La distribución de los átomos de silicio en elcuarzo es semejante a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay un

átomo de o'ígeno entre cada par de átomos de silicio.

Cristales moleculares.

En un cristal molecular, los puntos reticulares están ocupados por molculas quese mantienen unidas por fuerzas de van der 1aals y2o de enlaces de hidrógeno.El dió'ido de azufre 3!4-& sólido es un ejemplo de un cristal molecular .$one'cepción del hielo, los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntoscomo su forma y tama(o lo permitan. 0ebido a que las fuerzas de van der 1aals ylos enlaces de hidrógeno son más dbiles que los enlaces iónicos o covalentes,los cristales moleculares suelen ser quebradizos y la mayoría funden atemperaturas menores de 566 7$.

Cristales metálicos.

La estructura de los cristales metálicos es más simple porque cada punto reticular del cristal está ocupado por un átomo del mismo metal. Los cristales metálicos por lo regular tienen una estructura c/bica centrada en el cuerpo o en las carastambin pueden ser he'agonales de empaquetamiento compacto, por lo quesuelen ser muy densos. !us propiedades varían de acuerdo a la especie y van


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desde blandos a duros y de puntos de fusión bajos a altos, pero todos en generalson buenos conductores de calor y electricidad.

C'#sta"('a)*a.

8ama de la ciencia que trata de la geometría, propiedades y estructura de

sustancias cristalinas. La cristalografía geomtrica estudia los agrupamientosespeciales e'ternos de los planos cristalinos y la forma geomtrica de estos, sebasa en"

Ley de constancia de los ángulos interfaciales.

)ara cada sustancia dada, las caras correspondientes a los planos que forman lasuperficie e'terna de un cristal interceptan en un ángulo definido y estepermanece constante sin importar como se desarrollan las caras del cristal quecom/nmente lo hacen en forma desigual en tama(o y forma, pero el ángulo deintersección de caras correspondiente es siempre el mismo para cualquier cristalde la misma sustancia.

Ley de racionalidad de los índices

)ara un cristal se pueden escoger varios ejes coordenados de tal forma que lascaras de un cristal los interceptan a una distancia definida del origen, o seanparalelos a ello, siendo su intersección en el infinito.

Ley de simetría.

Los cristales de la misma sustancia poseen los mismos elementos de simetría.

C%"da +,#ta'#a.

Es el agrupamiento más peque(o de átomos que conserva la geometría de laestructura cristalina, y que al apilarse en unidades repetitivas forma un cristal condicha estructura.

$elda unitaria.

9na celda unitaria se caracteriza por tres vectores que definen las tres direccionesindependientes del paralelepípedo. Esto se traduce en siete parámetros de red,que son los módulos :a, b y c;, de los tres vectores, y los ángulos :; queforman entre sí. Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional,


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de tal manera que las coordenadas de cada uno de los puntos de la red se puedenobtener a partir de ellos por combinación lineal con los coeficientes enteros.

Espacio tridimensional.

La %st'+&t+'a &'#sta"#,a de un sólido depende del tipo de enlace atómico, deltama(o de los átomos 3o iones&, y la carga elctrica de los iones en su caso.

R%d &'#sta"#,a.0isposición tridimensional de puntos coincidentes con las posiciones de losátomos 3o centro de las esferas&. Los átomos están ordenados en un patrónperiódico, de tal modo que los alrededores de cada punto de la red son idnticos

8ed cristalina.

E'isten siete s#st%as &'#sta"#,s los cuales se distinguen entre sí por la longitudde sus aristas de la celda 3llamados constantes o parámetros de la celda& y losángulos entre los bordes de sta que definen la forma geomtrica de la red. Estossistemas son.

• $/bico.

• ?etragonal.• 4rtorrómbico.

• 8ombodrica 3o trigonal&.

• @e'agonal.

• %onoclínico.

• ?riclínico.


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Los diferentes sistemas cristalinos se forman por el apilamiento de capas deátomos siguiendo un patrón particular.

En función de las posibles localizaciones de los átomos en la celda unitaria seestablecen 5A estructuras cristalinas básicas, las denominadas '%d%s d% B'aa#s.

E"%%,ts a a,a"#/a'.

NaCl #pariencia" Bncoloro aunque parece blanco. !on cristales finos o pulverizados.!istema cristalino" $/bico centrado en las caras 3fcc&.

AgNO3 #pariencia" !ólido blanco!istema cristalino" 4rtorrómbico.


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Azúcar #pariencia" $ristales blancos o amarillos, dependiendo del tipo de az/car.!istema cristalino" %onoclínico

Azurita #pariencia" .?ransparencia opaca, de color azul

!istema cristalino" %onoclínico

CuSO.!"#O #pariencia" $ristales azules.!istema cristalino" ?riclínico

$%nO #pariencia" $ristales color azul obscuro, casi negro, brillante.!istema cristalino" $/bico

$#Cr#O& #pariencia" $ristales de color naranja intenso.!istema cristalino" ?riclínico

NiSO '"#O #pariencia" $ristales de color azul turquesa brillante.!istema cristalino" ?etragonal

$( #pariencia" blanco cristalino.!istema cristalino" ?riclínico

)irita con Oro #pariencia" $ristales dorados brillantes.!istema cristalino" $/bico.

MATERIAL EIPO:

- 1 Microscopio.

- Vidrios de reloj con muestras.

REACTIVOS:

Muestras de:

-Cloruro de Sodio (aCl!

-A"O#

-A$%car

-A$urita

-CuSO&')*O

-+MnO&

-+ *Cr*O,

-iSO&')*O

-irita con Oro


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DESARROLLO E3PERIMETAL

En vidrios de reloj se colocaron peque(as muestras de los reactivos como lossiguientes"

CCCCCC 3Da$l&

CCCCCC 3#gD4&

CCCCCC 3#z/car&


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CCCCCC 3Di!4AFI@-4&

CCCCCC 3)irita con 4ro&

CESTIOARIO5 0e acuerdo a las observaciones realizadas en el e'perimento indique el

sistema de cristalización al que usted considere que pertenecen.

S+sta,aS#st%a &'#sta"#, s%'ad

$' %" 6+#$.

Ca'a&t%'*st#&as s%'adas

$' %" 6+#$Da$l $/bico $olor transparente opaco.

#gD4 4rtorrómbico $olor caf, superficie porosa

#z/car $/bico $olor amarillo transparente

#zurita

$u3$4&-34@&

-

%onoclínico $olor caf y azul.

$u!4A.G@-4 %onoclínico #zul brillante

*%n4A Do se ve forma $af obscuro

*-$r -4H Do se ve forma Daranja intenso

Di!4A I@-4 @e'agonal

*B Do se ve forma Jlanco transparente

)irita con 4ro $/bico $olor 0orado brillante

- $onsultando la bibliografía indique los sistemas de cristalización a quepertenece cada sustancia.

S+sta,a S#st%a &'#sta"#, a" 6+% %'dad%'a%,t% $%'t%,%&%


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Da$l $/bica centrada en las caras 3fcc&.

#gD4 4rtorrómbico

#z/car %onoclínico

#zurita

$u3$4&-34@&-%onoclínico

$u!4A.G@-4 ?riclínico*%n4A $/bico

*-$r -4H ?riclínico

Di!4A I@-4 ?etragonal

*B ?riclínico

)irita con oro $/bico

$ompare los resultados e'perimentales con los teóricos y establezca susconclusiones.

Do en todas las sustancias se pudo observar con claridad el sistemas cristalino alque pertenecían dichas sustancias, en la sección :conclusiones; se e'plica el por qu.

OBSERVACIOES.

9n sistema cristalino se puede deducir observando el compuesto, su forma y lascaras que tiene, ya que los minerales forman superficies al momento de cristalizar.!olo en algunos casos fue notorio el sistema cristalino al que pertenecía cada unode los compuestos con ayuda del microscopio, por ejemplo el cloruro de sodio o

sal de mesa fue el más claro de identificar ya que la forma que posee es de uncubo bien definido a comparación de otros compuestos. En ocasiones haycompuestos que sin necesidad de equipo especial es posible ver a su forma ybásicamente a que sistema pertenecen, pero en el caso de algunos compuestosobservados en la práctica, el mismo microscopio no fue de gran utilidad.

COCLSIOES.

1: En algunas sustancias solidas cristalinas se logra ver, con ayuda delmicroscopio, su sistema cristalino, como el Da$l 3sistema c/bico& o la azurita

3monoclínico&. $on otras sustancias, debido al tama(o de la muestra o lagraduación del microscopio se dificulta más el reconocer con e'actitud su sistema,como el dicromato de potasio, el permanganato de potasio y el yoduro de potasio.

0e los sistemas que se reconocieron, no todos fueron correctos al compararloscon la información bibliográfica. )or lo tanto para reconocer perfectamente unsistema cristalino se debe utilizar herramientas más complejas, como lo hacen los


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químicos al analizar la estructura de cristales con un aparato de rayos ' yutilizando la ley de Jragg.

2: Los compuestos que observamos en la práctica tienen un sistema cristalinodistinto, ya que cada uno cuenta con una forma específica y esta forma pertenecea un sistema en especial. #unque algunos compuestos fue complejo de distinguir

o incluso imposible a la mayoría se le fue asignado el sistema al que pertenecía.En el caso del cloruro de sodio fue sencillo reconocer a su sistema ya que tienecaracterísticas muy específicas como lo es su forma de cubo, pero en el caso del*%n4A solo se alcanzaba a distinguir algunas de sus características pero no suforma por lo que no se pudo reconocer a que sistema cristalino pertenecía. !inembargo apoyándonos en la teoría podemos hallar sus características y al sistemaperteneciente de cada compuesto.

)or lo que se puede concluir que cada compuesto o mineral al estar en estadosólido posee distintas características por lo que podemos diferenciar uno de otro yasí lograr una clasificación.

7: )ara mí la práctica me pareció parte bien, porque a pesar de que algunasmuestras no se veían bien otras se podían apreciar muy bien y se podía definir elsistema cristalino al que pertenece como fue el $loruro de !odio 3Da$l& que es elque más fácil se distinguió, que se podía apreciar muy bien que era del sistemacristalino cubico, entre otros que si pudimos definir sus sistema cristalino. )ero condificultades de poder ver algunos otros como fue el *%n4A que no se podríadefinir muy bien su sistema cristalino por la dificultad de poder verlo.

%e gustó mucho poder ver con el aparato correcto que en este caso fue elmicroscopio se pueden apreciar más fácilmente las propiedades de peque(ascosas 3muestras& que, a simple vista no se pueden apreciar bien. K que gracias alaparato correcto se pueden ver mejor sus propiedades, solo que en este casoalgunas muestras no se podían ver más de cerca por la graduación que tiene elmicroscopio y esto no nos permitió observar con claridad algunas muestras y nopodemos tener con certeza las propiedades de dicha muestra sólida. $laro queme gustó mucho ver las que ven bien y que algunas tienen un color atractivo quellama la atención.

La práctica me pudo dar más conocimientos de lo que sabía teóricamente y pudecomprobarlos haciendo la práctica.

4" El objetivo de la práctica a mi parecer no se cumplió del todo, porque hay

algunas sustancias como lo es el yoduro de potasio *B y el permanganato depotasio *%n4A que al ser observadas con el microscopio no se distingue formaalguna, por lo que es sumamente difícil definir o identificar al sistema cristalino alque pertenece. !in embargo hay sustancias como lo es el cloruro de sodio Da$l,que al ser observadas inmediatamente se distingue el sistema cristalino del queforma parte.

Estas diferencias principalmente se deben a las propiedades de los sólidos, yaque algunos de estos son mucho más frágiles que otros, a tal punto que pueden


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romperse o incluso pulverizarse, lo cual hace imposible tener una visión clara desu tipo de estructura, o en dado caso confundir el tipo de sistema cristalino.


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8ETES BIBLIO9R8ICAS.

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