Solidi: proprietà e legami
I solidi presentano diverse proprietà che sono influenzate dal tipo di legame presente, che può essere ionico, covalente, molecolare o metallico. Ognuno di essi determina caratteristiche peculiari che ne influenzano la fisicità e la reattività. Vediamo nel dettaglio le peculiarità di ciascun tipo di solido.
Proprietà dei solidi ionici
Nei solidi ionici sono presenti due ioni di segno opposto e la forza di legame è dovuta all’attrazione elettrostatica tra le due cariche. Gli ioni sono disposti in una struttura reticolare periodica, ciò fa sì che i solidi ionici siano anisotropi. L’energia reticolare, ovvero l’energia necessaria per separare una mole del solido cristallino in ioni allo stato gassoso, è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche ioniche e inversamente proporzionale alla somma dei raggi degli ioni.
Le proprietà dei solidi ionici sono influenzate dall’elevata energia reticolare e presentano un elevato punto di fusione e di ebollizione, solubilità in solventi polari, buona conducibilità elettrica quando si trovano allo stato fuso o in soluzione, elevata durezza e fragilità.
Proprietà dei solidi covalenti
I solidi covalenti sono costituiti da atomi o molecole direttamente legati tramite legami di natura covalente. L’energia dei legami nei cristalli covalenti è molto elevata, simile a quella dei legami covalenti. Per questo motivo, i solidi covalenti hanno elevata temperatura di fusione, sono duri, insolubili e cattivi conduttori sia allo stato solido che allo stato fuso.
Un esempio tipico di solido covalente è il diamante, solido perfettamente trasparente e incolore, duro e ad alto punto di fusione con elevata densità.
Proprietà dei solidi molecolari
I solidi molecolari sono costituiti da aggregati di particelle neutre (atomi o molecole) interagenti mediante legami chimici secondari come interazioni dipolo-dipolo, forze di dispersione di London e legami a idrogeno. Poiché queste forze sono più deboli rispetto a quelle presenti nei legami ionici e covalenti, i solidi molecolari tendono ad essere teneri, con basso punto di fusione e di ebollizione. Presentano anche bassa conduttività termica ed elettrica.
Proprietà dei solidi metallici
I solidi metallici presentano un legame metallico in cui gli elettroni sono delocalizzati nel reticolo cristallino costituito da cationi del metallo ottenuti dall’allontanamento degli elettroni dal guscio di valenza. Gli elettroni liberati si muovono nell’intero reticolo comportandosi come una sorta di “gas elettronico” che permea l’intero cristallo ed è responsabile della stabilità della struttura cristallina. I metalli sono buoni conduttori di elettricità, duttili, malleabili e con bassa energia necessaria per allontanare gli elettroni.
Conclusione
Le proprietà dei solidi sono fortemente influenzate dal tipo di legame presente. Il tipo di legame determina durezza, conducibilità elettrica, punto di fusione, solubilità e altre caratteristiche fisiche dei solidi. Queste differenze si possono sintetizzare in una tabella comparativa che evidenzia le specificità di ciascun tipo di solido.