Sei tipi di solidi cristallini

I solidi cristallini sono costituiti da ripetizioni, modelli tridimensionali o reticoli di molecole, ioni o atomi. Queste particelle tendono a massimizzare gli spazi che occupano, creando strutture solide, quasi incomprimibili. Esistono tre tipi principali di solidi cristallini: molecolare, ionico e atomico. I solidi atomici, invece, possono essere ulteriormente distinti a seconda che siano del gruppo 8A, solidi reticolari o cristallini metallici (per un totale di sei tipi).

I solidi cristallini molecolari sono costituiti da molecole, che sono tenute insieme da forze di dispersione (o London), dipolo-dipolo e legame idrogeno tra le particelle. Queste sono tutte forze intermolecolari, che sono considerevolmente più deboli delle forze intramolecolari, come i legami ionici. I solidi cristallini molecolari sono abbastanza morbidi, producono scarsi conduttori elettrici e termici e hanno punti di fusione da bassi a moderati. Esempi comuni includono ghiaccio (H20) e ghiaccio secco (C02).

I solidi cristallini ionici, che sono costituiti da ioni positivi e negativi tenuti insieme dall'attrazione ione-ione, si presentano in tre forme fondamentali: con fori trigonali, fori tetraedrici e fori ottaedrici. Tutte queste diverse disposizioni presentano tipicamente ioni più piccoli che riempiono i fori e quelli più grandi che costituiscono la struttura primaria. I solidi cristallini ionici sono noti per i loro alti punti di fusione e per essere duri e fragili. Esempi comuni includono cloruro di sodio (NaCl), ossido di magnesio (MgO) e fluoruro di calcio (CaF2).

I solidi cristallini atomici sono costituiti da atomi tenuti insieme dalla dispersione. Questi solidi sono teneri, fanno scarsi conduttori elettrici e termici e hanno punti di fusione bassi.

I solidi cristallini del gruppo 8A sono una varietà specifica di solidi cristallini atomici. Sono costituiti da gas nobili solidificati e inerti [come neon (Ne), argon (Ar), elio (He) e radon (Rn)] e possono presentarsi solo a temperature incredibilmente basse (vicine allo zero assoluto).

I solidi cristallini di rete sono costituiti da atomi tenuti insieme da legami covalenti. Sono incredibilmente duri, hanno alti punti di fusione e sono pessimi conduttori di calore ed elettricità. Alcuni dei solidi cristallini più noti, in particolare quarzo (SiO2) e diamanti (C), rientrano nella classificazione della rete.

I solidi cristallini metallici presentano atomi tenuti insieme da legami metallici, che sono di natura elettromagnetica. Questi legami conferiscono alle strutture cristalline metalliche le loro qualità distintive di essere duttili, malleabili e forti conduttori di calore ed elettricità. I punti di fusione e la durezza dei cristalli metallici possono variare da bassi a molto alti e da teneri a duri. Alcuni degli esempi più comuni includono zinco (Zn) e ferro (Fe).