Yolanda Escobar Martnez; Resumen de lectura cap. 13 Bonding Materials Science an intermediate text.

13. EnlaceEnerga de enlace inicoEl enlace inico es el resultado de la atraccin mutua de los iones de carga opuesta. La energa del enlace, U, entre un par de carga opuesta depende de las cargas de los iones y su distancia, U= z1z2e2/d,Donde z1 e y z2 e son las cargas de los iones y d es la separacin.Para un cristal, la energa de enlace para un ion es la suma de las atracciones y repulsiones de todos los otros iones en el cristal. Esto puede ser expresado como:U = Mz1z2e2/d,Donde M es la constante de Madelung. El valor de M puede calcularse teniendo en cuenta la atraccin y repulsin entre un ion central y cada capa de iones.Puntos de fusinYa que U = z1z2e2/d, las energas de enlace de cristales inicos de frmula AB aumenta con el cuadrado de z. Los puntos de fusin de slidos inicos correlacionan muy con z2/d.

Puntos de fusin C

Los puntos de fusin de cristales inicos AB aumentan con

Mdulo de elasticidadLos mdulos elsticos de cristales inicos tambin estn relacionados con las valencias y las distancias entre los iones. La fuerza, F = dU/dd, necesaria para separar dos iones es proporcional a z1z2/d2. La tensin es = F / A, donde A es proporcional a la d2. Por lo tanto, es el mdulo de Young, E, de compuestos ABE = Cz2/d4Donde C es una constante que refleja la constante de Madelung, . En la figura muestra que la constante elstica para compuestos AB es aproximadamente proporcional a z2/d4.

C44, Dinas/cm2

La correlacin entre z2/d4 y el mdulo elstico, c44, para varios compuestos AB con una estructura de NaCl.Enlace covalenteLa fuerza de enlace, el mdulo de elasticidad y la temperatura de fusin para el enlace covalente tambin aumentan con la z2 y disminuir con d. Carburo de silicio, nitruro de silicio, y xido de aluminio todos tienen una muy alta rigidez y punto de fusin. Tambin hay fuerzas repulsivas entre iones causados por la superposicin de las nubes de electrones internos. Estos son apreciables slo en distancias muy cortas. Es la aproximacin normal que la energa repulsiva entre dos iones es proporcional a 1/Dn, donde n es aproximadamente 9, as que este trmino es insignificante excepcin de vecinos ms cercanos. Enlaces covalentes implican intercambio de electrones de valencia para completar las capaz del electrn. Para cada enlace, se comparten dos electrones. Los enlaces covalentes son generalmente ms fuerte que enlaces inicos. En muchos compuestos el enlace es intermedio entre inico y covalente.

Consideraciones geomtricas La estructura de cristales inicos generalmente corresponde a la mxima posible nmero de coordinacin. Si se supone que los iones son esferas duras, debe haber contacto entre los iones de signos opuestos y no hay contacto entre los iones de su signo. La coordinacin depende de la relacin de los dimetros del anin-a-catin. Cudruple o coordinacin tetradrica corresponde a los iones ms pequeos en el centro de un tetraedro con los iones ms grandes en las esquinas, como se muestra en la figura El estado crtico puede ser fcilmente analizado imaginndose el tetraedro dentro de un cubo. Entonces [2(R + r )]2 = 3a2. En la condicin crtica, (2R)2 = 2a2, entonces 4(R + r )2 = 6R2 , y r/R >3/2 1 = 0.2247.

La coordinacin tetradrica cudruple, r/R > 0.2247.Radio inicoCuando se forman los aniones, los tomos pierden electrones. Por lo tanto, los radios inicos de elementos son ms pequeos que los radios atmicos correspondientes. Tanto inicos y radios atmicos de elementos en el mismo perodo disminuyen con el aumento del nmero atmico.

Para los metales, los radios inicos son ms pequeos que los radios atmicos correspondientes. Para el mismo perodo, ambos disminuyen con el aumento de nmero atmico.

Radios, nm

Nmero atmico

Estructuras de los compuestosMuchos compuestos inicos tienen estructuras basadas en fcc o hcp. Ambas de estas estructuras tienen sitios de coordinacin cudruple y sitios de coordinacin multiplicada por seis. Son varias estructuras simples para compuestos AB. La estructura de la blenda del cinc, que se basa en un arreglo de fcc de cationes, tanto la estructura Wurtzita, que se basa en un nhcp arreglo de cationes, tiene coordinacin cudruple.