EQUIPO "2"
temas:
1.Cristales ionicos2.Celda unitaria compuesta 3.Numero de cordinacion 4.Relacion entre R+/R5.Propiedades fisicas y mecanicas 6.Ejemplos de cristales ionicos, usos y aplicaciones
PARTICIPANTES DEL EQUIPO
JUAN CARLOS TELLEZ MONTALVO
CARLOS EUARDO GUTIERREZ CHAVEZ
FRANCISCO PAUL HERNANDEZ HERNANDEZ
JESUS ANTONIO DOMINGO DURAN
CrIstales iònicos
01
¿Que son?
Los cristales iónicos son sólidos formados por la unión de iones de carga opuesta. Los iones son átomos o grupos de átomos que han ganado o perdido electrones, lo que les da una carga eléctrica neta. La fuerza que mantiene unidos a los iones es la atracción electrostática.
CARACTERISTICAS
- Son sólidos a temperatura ambiente.
- Tienen puntos de fusión y ebullición elevados.
- Son duros y frágiles.
- Son solubles en agua.
Formacion
La formacion de un cristal iónico se produce cuando un átomo cede electrones a otro átomo. El átomo que cede electrones se convierte en un catión, con carga positiva. El átomo que recibe electrones se convierte en un anión, con carga negativa.
Los iones se atraen entre sí por fuerzas electrostáticas. Estas fuerzas son más intensas cuanto mayor sea la diferencia de carga entre los iones.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Los cristales iónicos tienen una estructura cristalina ordenada. Los iones se disponen en una red tridimensional, de modo que cada ión está rodeado por iones de carga opuesta.
Los sistemas cristalinos más comunes de los cristales iónicos son la red cúbica centrada en las caras (FCC), la red cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y la red hexagonal compacta.
CONCLUCION
APLICACIONES
Los cristales iónicos son un tipo de sólido importante con numerosas aplicaciones. Su formación se produce por la atracción electrostática entre iones de carga opuesta. Los cristales iónicos tienen una estructura cristalina ordenada y presentan las características de dureza, fragilidad, solubilidad en agua y puntos de fusión y ebullición elevados.
- Sales de cocina: NaCl, KCl, NaHCO3.
- Minerales: sal gema, halita, cuarzo.
- Materiales cerámicos: porcelana, vidrio, esmalte.
- Materiales semiconductores: silicio, germanio.
02
CELDA UNITARIA COMPUESTA
¿QUE SON?
Una celda unitaria compuesta es una celda unitaria que contiene dos o más tipos de átomos o iones. Los átomos o iones de diferentes tipos se pueden distribuir de diferentes maneras en la celda unitaria. Una de las formas más comunes de organizar los átomos o iones de diferentes tipos en una celda unitaria compuesta es mediante una estructura de intercalación. En una estructura de intercalación, un tipo de átomo o ión ocupa los huecos entre los átomos o iones de otro tipo.
Un ejemplo de una estructura de intercalación es la estructura de CsCl. En la estructura de CsCl, los átomos de cesio (Cs) ocupan los vértices de una red cúbica centrada en las caras, mientras que los átomos de cloro (Cl) ocupan los huecos octaédricos entre los átomos de cesio.
+ INFO
Características de las celdas unitarias compuestas
Los átomos o iones de diferentes tipos se pueden distribuir de diferentes maneras en la celda unitaria.
Tienen una estructura cristalina ordenada.
Las propiedades físicas y químicas de los materiales que contienen celdas unitarias compuestas pueden variar dependiendo de la distribución de los átomos o iones de diferentes tipos.
EJEMPLOS DE CELDAS UNITARIAS COMPUESTAS
- LiF: Estructura de intercalación con átomos de litio (Li) en los vértices de una red hexagonal compacta y átomos de flúor (F) en los huecos tetraédricos.
- Al2O3: Estructura de sustitución con átomos de aluminio (Al) ocupando la mitad de los sitios tetraédricos en una red hexagonal compacta y átomos de oxígeno (O) ocupando todos los sitios octaédricos.
- CsCl: Estructura de intercalación con átomos de cesio (Cs) en los vértices de una red cúbica centrada en las caras y átomos de cloro (Cl) en los huecos octaédricos.
- NaCl: Estructura de sustitución con átomos de sodio (Na) y átomos de cloro (Cl) ocupando posiciones alternas en una red cúbica centrada en las caras.
NUMERO DE CORDINACIÒN
03
Factores que afectan el número de coordinación
¿qUE SON?
El número de coordinación en química es el número de átomos, iones o moléculas que se unen a un átomo o ion central. El número de coordinación es importante en la química de coordinación, que es el estudio de las sustancias formadas por un átomo o ion central rodeado de ligandos.
- El tamaño del átomo o ion central. Los átomos o iones más grandes pueden acomodar más ligandos.
- La carga del átomo o ion central. Los átomos o iones con carga positiva pueden atraer a más ligandos.
- La naturaleza de los ligandos. Los ligandos más grandes o más voluminosos pueden ocupar más espacio alrededor del átomo o ion central.
Estructuras de coordinación
Trigonal bipirámidal (n = 5): los cinco ligandos se encuentran en los vértices de una pirámide trigonal. Plana cuadrada (n = 4): los cuatro ligandos se encuentran en los vértices de un cuadrado.
El número de coordinación de un átomo o ion central determina la estructura de coordinación de la sustancia. Las estructuras de coordinación más comunes son: Tetraédrica (n = 4): los cuatro ligandos se encuentran en los vértices de un tetraedro. Octaédrica (n = 6): los seis ligandos se encuentran en los vértices de un octaedro.
CONCLUCION
+ La relación entre R+/R es una medida importante de la polarizabilidad de un catión. Esta relación puede utilizarse para predecir la estructura y propiedades de los compuestos iónicos.
relacon entre r+/r
04
Reglas de Pauling
Las reglas de Pauling son cinco reglas publicadas por el químico estadounidense Linus Pauling en 1929 para predecir y racionalizar las estructuras cristalinas de los compuestos iónicos.12Estas reglas explican la estructura de los sólidos inorgánicos cuando:
1.-los enlaces químicos existen solo entre átomos diferentes (cationes y aniones); 2.-la contribución del carácter iónico a los enlaces entre cationes y aniones es preponderante;
3.-los poliedros de coordinación tienen una geometría ideal..
Cuanto más se desvía la estructura real de la estructura ideal descrita por las tres condiciones anteriores, menos relevantes son las reglas de Pauling y concuerdan con las observaciones experimentales.
Primera regla: la regla de la ratio del radio
Pauling calculó matemáticamente, para los números de coordinación y los poliedros correspondientes en la tabla que sigue a continuación, la relación de radio mínima para la cual el catión está en contacto con el número dado de aniones (considerando los iones como esferas rígidas). Si el catión es más pequeño, no estará en contacto con los aniones, lo que resulta en inestabilidad y que conduce a un número de coordinación más bajo.
PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS
05
Mecanicas
Fisicas
- Alta temperatura de fusión y ebullición: Los enlaces iónicos son fuertes, lo que requiere una gran cantidad de energía para romper estos enlaces y cambiar el estado del sólido al líquido y luego al gaseoso.
Dureza: Los cristales iónicos tienden a ser duros debido a la fuerte atracción electrostática entre los iones. Esta dureza puede variar según el tamaño y la carga de los iones.
Baja conductividad eléctrica en estado sólido: Aunque los iones pueden moverse en un cristal iónico, en su estado sólido no pueden conducir electricidad de manera eficiente debido a la falta de electrones libres. Sin embargo, en estado fundido o disuelto en agua, pueden conducir electricidad.
Alta solubilidad en agua: Muchos compuestos iónicos son solubles en agua debido a la atracción entre los iones y las moléculas de agua.
Estructura cristalina: Los cristales iónicos tienden a formar estructuras cristalinas ordenadas, lo que les confiere una forma regular y simétrica.
Propiedades mecánicas:
- Frágiles: A pesar de su dureza, los cristales iónicos son generalmente frágiles. Cuando se aplica una fuerza, las capas de iones pueden deslizarse fácilmente, lo que conduce a la fractura del cristal.
Baja elasticidad: No son materiales elásticos; es decir, no pueden recuperar su forma original después de aplicar una carga significativa.
Rígidos pero quebradizos: La rigidez está asociada con la resistencia a la deformación, pero suelen romperse con facilidad cuando se someten a fuerzas significativas debido a la naturaleza de sus enlaces iónicos.
Estas propiedades hacen que los cristales iónicos sean útiles en una variedad de aplicaciones, como en la fabricación de cerámicas, en la industria de la construcción, en dispositivos electrónicos y como componentes en la industria química.
EJEMPLOS DE CRISTALES IONICOS, USOS Y APLICACIONES
06
Ejemplos de cristales iónicos
.Cloruro de sodio (NaCl):
Uso doméstico: Sal de mesa.
Industria química: Producción de otros compuestos químicos, como hidróxido de sodio y cloro.
Fluoruro de calcio (CaF2):
Industria óptica: Se usa en lentes y ventanas debido a su transparencia en el rango de los rayos ultravioleta.
Odontología: Se emplea en la fabricación de vidrios para lentes de rayos X y en rellenos dentales.
Oxido de magnesio (MgO):
Industria metalúrgica: Se utiliza como refractario en hornos debido a su alta resistencia al calor.
Industria farmacéutica: Componente en medicamentos antiácidos.
Sulfato de calcio dihidratado (CaSO4 · 2H2O):
Construcción: Se usa en la fabricación de yeso para paneles de yeso y molduras.
Agricultura: Enmienda del suelo para corregir la acidez.
USOS Y APLICACIONES DE CRISTALES IONICOS
Los cristales iónicos tienen una amplia gama de usos y aplicaciones. Algunos de los más comunes incluyen:
Además de estos usos generales, los cristales iónicos también se utilizan en una variedad de aplicaciones específicas. Por ejemplo, el óxido de silicio (SiO2) se utiliza en la fabricación de vidrio y cerámica. El cloruro de sodio (NaCl) se utiliza en la producción de jabón y detergentes. Y el óxido de calcio (CaO) se utiliza en la construcción de hormigón y mortero.
- Conductividad eléctrica: Los cristales iónicos son buenos conductores de electricidad. Esto se debe a que los iones pueden moverse libremente a través de la red cristalina. Los cristales iónicos se utilizan en componentes electrónicos, como diodos, transistores y condensadores.
- Conductividad térmica: Los cristales iónicos también son buenos conductores de calor. Esto se debe a que las vibraciones de los iones pueden transferir energía térmica de un lugar a otro. Los cristales iónicos se utilizan en aplicaciones de transferencia de calor, como refrigeradores y hornos.
- Resistencia al desgaste: Los cristales iónicos son muy resistentes al desgaste. Esto se debe a que la red cristalina está fuertemente unida. Los cristales iónicos se utilizan en aplicaciones que requieren una alta resistencia al desgaste, como molienda y pulido.
- Resistencia a la corrosión: Los cristales iónicos son también muy resistentes a la corrosión. Esto se debe a que la red cristalina es muy estable. Los cristales iónicos se utilizan en aplicaciones que requieren una alta resistencia a la corrosión, como la construcción naval y la construcción de puentes.
Usos y aplicaciones de los cristales iónicos
¡GRACIAS POR SU ATENCION
PRESENTACIÓN DE QUIMICA
Jesús Antonio Domingo Duran
Created on November 27, 2023
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EQUIPO "2"
temas:
1.Cristales ionicos2.Celda unitaria compuesta 3.Numero de cordinacion 4.Relacion entre R+/R5.Propiedades fisicas y mecanicas 6.Ejemplos de cristales ionicos, usos y aplicaciones
PARTICIPANTES DEL EQUIPO
JUAN CARLOS TELLEZ MONTALVO
CARLOS EUARDO GUTIERREZ CHAVEZ
FRANCISCO PAUL HERNANDEZ HERNANDEZ
JESUS ANTONIO DOMINGO DURAN
CrIstales iònicos
01
¿Que son?
Los cristales iónicos son sólidos formados por la unión de iones de carga opuesta. Los iones son átomos o grupos de átomos que han ganado o perdido electrones, lo que les da una carga eléctrica neta. La fuerza que mantiene unidos a los iones es la atracción electrostática.
CARACTERISTICAS
Formacion
La formacion de un cristal iónico se produce cuando un átomo cede electrones a otro átomo. El átomo que cede electrones se convierte en un catión, con carga positiva. El átomo que recibe electrones se convierte en un anión, con carga negativa. Los iones se atraen entre sí por fuerzas electrostáticas. Estas fuerzas son más intensas cuanto mayor sea la diferencia de carga entre los iones.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Los cristales iónicos tienen una estructura cristalina ordenada. Los iones se disponen en una red tridimensional, de modo que cada ión está rodeado por iones de carga opuesta. Los sistemas cristalinos más comunes de los cristales iónicos son la red cúbica centrada en las caras (FCC), la red cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y la red hexagonal compacta.
CONCLUCION
APLICACIONES
Los cristales iónicos son un tipo de sólido importante con numerosas aplicaciones. Su formación se produce por la atracción electrostática entre iones de carga opuesta. Los cristales iónicos tienen una estructura cristalina ordenada y presentan las características de dureza, fragilidad, solubilidad en agua y puntos de fusión y ebullición elevados.
02
CELDA UNITARIA COMPUESTA
¿QUE SON?
Una celda unitaria compuesta es una celda unitaria que contiene dos o más tipos de átomos o iones. Los átomos o iones de diferentes tipos se pueden distribuir de diferentes maneras en la celda unitaria. Una de las formas más comunes de organizar los átomos o iones de diferentes tipos en una celda unitaria compuesta es mediante una estructura de intercalación. En una estructura de intercalación, un tipo de átomo o ión ocupa los huecos entre los átomos o iones de otro tipo. Un ejemplo de una estructura de intercalación es la estructura de CsCl. En la estructura de CsCl, los átomos de cesio (Cs) ocupan los vértices de una red cúbica centrada en las caras, mientras que los átomos de cloro (Cl) ocupan los huecos octaédricos entre los átomos de cesio.
+ INFO
Características de las celdas unitarias compuestas
Los átomos o iones de diferentes tipos se pueden distribuir de diferentes maneras en la celda unitaria.
Tienen una estructura cristalina ordenada.
Las propiedades físicas y químicas de los materiales que contienen celdas unitarias compuestas pueden variar dependiendo de la distribución de los átomos o iones de diferentes tipos.
EJEMPLOS DE CELDAS UNITARIAS COMPUESTAS
NUMERO DE CORDINACIÒN
03
Factores que afectan el número de coordinación
¿qUE SON?
El número de coordinación en química es el número de átomos, iones o moléculas que se unen a un átomo o ion central. El número de coordinación es importante en la química de coordinación, que es el estudio de las sustancias formadas por un átomo o ion central rodeado de ligandos.
Estructuras de coordinación
Trigonal bipirámidal (n = 5): los cinco ligandos se encuentran en los vértices de una pirámide trigonal. Plana cuadrada (n = 4): los cuatro ligandos se encuentran en los vértices de un cuadrado.
El número de coordinación de un átomo o ion central determina la estructura de coordinación de la sustancia. Las estructuras de coordinación más comunes son: Tetraédrica (n = 4): los cuatro ligandos se encuentran en los vértices de un tetraedro. Octaédrica (n = 6): los seis ligandos se encuentran en los vértices de un octaedro.
CONCLUCION
+ La relación entre R+/R es una medida importante de la polarizabilidad de un catión. Esta relación puede utilizarse para predecir la estructura y propiedades de los compuestos iónicos.
relacon entre r+/r
04
Reglas de Pauling
Las reglas de Pauling son cinco reglas publicadas por el químico estadounidense Linus Pauling en 1929 para predecir y racionalizar las estructuras cristalinas de los compuestos iónicos.12Estas reglas explican la estructura de los sólidos inorgánicos cuando: 1.-los enlaces químicos existen solo entre átomos diferentes (cationes y aniones); 2.-la contribución del carácter iónico a los enlaces entre cationes y aniones es preponderante; 3.-los poliedros de coordinación tienen una geometría ideal..
Cuanto más se desvía la estructura real de la estructura ideal descrita por las tres condiciones anteriores, menos relevantes son las reglas de Pauling y concuerdan con las observaciones experimentales.
Primera regla: la regla de la ratio del radio
Pauling calculó matemáticamente, para los números de coordinación y los poliedros correspondientes en la tabla que sigue a continuación, la relación de radio mínima para la cual el catión está en contacto con el número dado de aniones (considerando los iones como esferas rígidas). Si el catión es más pequeño, no estará en contacto con los aniones, lo que resulta en inestabilidad y que conduce a un número de coordinación más bajo.
PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS
05
Mecanicas
Fisicas
- Alta temperatura de fusión y ebullición: Los enlaces iónicos son fuertes, lo que requiere una gran cantidad de energía para romper estos enlaces y cambiar el estado del sólido al líquido y luego al gaseoso.
Dureza: Los cristales iónicos tienden a ser duros debido a la fuerte atracción electrostática entre los iones. Esta dureza puede variar según el tamaño y la carga de los iones. Baja conductividad eléctrica en estado sólido: Aunque los iones pueden moverse en un cristal iónico, en su estado sólido no pueden conducir electricidad de manera eficiente debido a la falta de electrones libres. Sin embargo, en estado fundido o disuelto en agua, pueden conducir electricidad. Alta solubilidad en agua: Muchos compuestos iónicos son solubles en agua debido a la atracción entre los iones y las moléculas de agua. Estructura cristalina: Los cristales iónicos tienden a formar estructuras cristalinas ordenadas, lo que les confiere una forma regular y simétrica. Propiedades mecánicas:- Frágiles: A pesar de su dureza, los cristales iónicos son generalmente frágiles. Cuando se aplica una fuerza, las capas de iones pueden deslizarse fácilmente, lo que conduce a la fractura del cristal.
Baja elasticidad: No son materiales elásticos; es decir, no pueden recuperar su forma original después de aplicar una carga significativa. Rígidos pero quebradizos: La rigidez está asociada con la resistencia a la deformación, pero suelen romperse con facilidad cuando se someten a fuerzas significativas debido a la naturaleza de sus enlaces iónicos. Estas propiedades hacen que los cristales iónicos sean útiles en una variedad de aplicaciones, como en la fabricación de cerámicas, en la industria de la construcción, en dispositivos electrónicos y como componentes en la industria química.EJEMPLOS DE CRISTALES IONICOS, USOS Y APLICACIONES
06
Ejemplos de cristales iónicos
.Cloruro de sodio (NaCl): Uso doméstico: Sal de mesa. Industria química: Producción de otros compuestos químicos, como hidróxido de sodio y cloro.
Fluoruro de calcio (CaF2): Industria óptica: Se usa en lentes y ventanas debido a su transparencia en el rango de los rayos ultravioleta. Odontología: Se emplea en la fabricación de vidrios para lentes de rayos X y en rellenos dentales.
Oxido de magnesio (MgO): Industria metalúrgica: Se utiliza como refractario en hornos debido a su alta resistencia al calor. Industria farmacéutica: Componente en medicamentos antiácidos.
Sulfato de calcio dihidratado (CaSO4 · 2H2O): Construcción: Se usa en la fabricación de yeso para paneles de yeso y molduras. Agricultura: Enmienda del suelo para corregir la acidez.
USOS Y APLICACIONES DE CRISTALES IONICOS
Los cristales iónicos tienen una amplia gama de usos y aplicaciones. Algunos de los más comunes incluyen:
Además de estos usos generales, los cristales iónicos también se utilizan en una variedad de aplicaciones específicas. Por ejemplo, el óxido de silicio (SiO2) se utiliza en la fabricación de vidrio y cerámica. El cloruro de sodio (NaCl) se utiliza en la producción de jabón y detergentes. Y el óxido de calcio (CaO) se utiliza en la construcción de hormigón y mortero.
Usos y aplicaciones de los cristales iónicos
¡GRACIAS POR SU ATENCION