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Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Tema 9. SOLIDOS COVALENTESIntroducciónEstructuras de no-metales
BoroCarbonoFósforoArsénico, Antimonio y BismutoSelenio y Telurio
Estructuras de óxidosEstructuras basadas en tetraedrosEstructuras basadas en octaedros
Otras estructurashttp://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Lecture4/Lec4.html
http://www.univ-lemans.fr:80/enseignements/chimie/01/theme0.html
http://cst-www.nrl.navy.mil/lattice/
http://lutton.kenyon.edu/marusak/chem343/ICinfo.htm
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
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Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
IntroducciónLos sólidos covalentes están formados por átomos covalentemente unidos a sus inmediatos vecinos.
Los enlaces son direccionales y determinan el ordenamiento geométrico de los átomos en la estructura cristalina.La rigidez de su estructura electrónica hace que los sólidos covalentes sean duros y poco deformables.No son buenos conductores ni del calor ni la electricidad (no hay electrones libres).Algunos son semiconductores.El color depende de la energía del gap.
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Estructura de los cristales covalentesLa formación de las redes cristalinas de sólidos covalentes debe entenderse en base a lo siguiente:
El poliedro de coordinación de cada átomo depende de su estructura electrónica.La disposición y conexión de todos los poliedros de la red debe ser compatible con las exigencia de valencia de todos los átomos.
Conectividad (P). “Regla 8-N”Las estructuras de los elementos no-metálicos viene gobernada por la regla:
P = 8-N
P 1 2 3 4 Tipo de estructura Dímeros Anillos Cadenas Capas Redes 3D
Ejemplo I2 S8 α-Se As diamante
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Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Estructura de no-metales13 14 15 16 17B
icosaédrico
Cdiamante
N2 O2 O3 F2
Gametálico
Gediamante
As(gris)
capas
Tlmetálico
Pbmetálico
Bicapas
Pometálico
Inmetálico
Tehélice
Almetálico
Sidiamante
Pnegrocapas
Cgrafito
Cl2
Br2
I2Sn
(blanco)metálico
Sn(gris)
diamante
P4
blanco
As4
(amarillo)
Sb(gris)
capas
Sb(amarillo)
Sehélice Se8
Spolimer.
S6
S8
Projocad.
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BoroRomboédrico: R-3ma=5.057Å, α=58.06°Z=12 D=2.46 g·cm−3
B-B(puente): 1.70-2.02 ÅB-B(icosaedro): 1.73-1.79 Å
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DiamanteC Si Ge Sn
Cúbico: Fd3ma (Å) 3.5668 5.4199 5.6576 5.769V (Å3) 45.37 159.2 181.1 192.0Z 8 8 8 8D(g·cm−3) 3.514 2.344 5.325 8.20M-M (Å) 1.544 2.347 2.45 2.50
Cullinan Diamond -3106 carats in its
uncut state.
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Carbono(grafito)
Hexagonal: P3a (Å) 2.456 c (Å) 6.696V (Å3) 32.67Z 4 D (g·cm−3) 2.439
C-C: 1.418 Åcapa-capa: 3.35 Å
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Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Fósforo (Hittorf)Monoclinico: P2/ca (Å) 9.21b (Å) 9.15c (Å) 22.60 Åβ (°) 106.1V (Å3) 1829.9Z 84 D (g·cm−3) 2.36P-P (Å) 2.17 - 2.30
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Fósforo (negro)Ortorrómbico: Cmcaa (Å) 3.3133 b (Å) 10.473c (Å) 4.374V (Å3) 151.8 Z 8 D (g·cm−3) 2.71P-P (Å) 2.22, 2.28
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Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
As Sb BiTrigonal: R-3ma (Å) 3.7598 4.3084 4.456c (Å) 10.5475 11.274 11.862V(Å3) 129.1 181.2 212.3Z 6 6 6D(g·cm−3) 5.782 6.691 9.747M-M (Å) 2.52 2.91 3.03M-M(intercapas) 3.12 3.35 3.50
Arsénico, Antimonio y Bismuto
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Selenio Telurio
Se TeTrigonal: P312a(Å) 4.3662 4.411 c(Å) 4.9536 5.934 V (Å3 ) 81 100Z 3 3 D(g·cm−3 ) 4.83 6.232M-M (Å) 2.37 1.98-2.03
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Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Óxidos basados en Tdβ-cristobalita (SiO2)Cubico: Fd3ma (Å) 7.160V (Å3) 367.06Z 8D (g·cm−3 ) 2.174 Si-O (Å) 1.550
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
Óxidos basados en OhTrióxodo de renio (ReO3)Cubico: P m-3ma (Å) 3.734V (Å3 ) 52.1 Z 1D (g·cm−3) 7.46 Re-O (Å) 1.867
Estructuras relacionadas
WO3, AlF3, ScF3, FeF3, CoF3
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PerovskitaPerovskita (BaTiO3)Tetragonal: P 4mma (Å) 3.9998c (Å) 4.018 V (Å3) 64.3 Z 1D (g·cm−3) 6.02 Ti-O (Å) 1.87, 2.15, 2.00 Ba-O (Å) 2.79, 2.83, 2.88
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Superconductor: YBa2Cu3O7
YBa2Cu3O7
Cu
O
Ba
Y− 2 OX 3
YBa2Cu3O9
http://superconductors.org/
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K2NiF4Tetrafluoroniccolato de potasioTetragonal: P 4/mmma (Å) 4.013b (Å) 13.088V (Å3 210.8 Z 2D (g·cm−3) 3.35 Ni-F (Å) 2.007K-F (Å) 2.62, 2.77, 2.84
Estructuras relacionadas
La2CuO4 superconductores
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005
MgB2Hexagonal: P 6/mmma (Å) 3.086b (Å) 3.524V (Å3 27.15 Z 1D (g.cm−3) 2.81 B-B (Å) 1.78Mg-Mg (Å) 3.09B-Mg (Å) 2.51
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Triángulo de Ketalaar
Covalente
Intermedio
IónicoMetálico
Metales
AleacionesFases Zintl
Subóxidos Sales iónicas
Sales iónicas
polarizadasIntersticiales
Estructura en capas Redes 3D
(silicatos)Cadenas
Enlace secundario
Moléculas covalentes
Semiconductores
No-metales
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.01.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
χ(A) = χ(B)a lo largo de la
diagonal
χ(B)
χ(A)
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