Tema 9. SOLIDOS COVALENTES - ehu.eus · Covalente Intermedio Metálico Iónico M e t a l e s...

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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


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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.


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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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.


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.


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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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


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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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


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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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


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


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


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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