El documento describe las características de los sólidos, incluyendo que ofrecen resistencia a cambios de forma y volumen, y que sus partículas se encuentran ordenadas espacialmente formando estructuras cristalinas. Examina varias disciplinas relacionadas con los sólidos y describe propiedades como elasticidad, fragilidad y forma y volumen definidos. También cubre temas como estructuras cristalinas, polimorfismo, sólidos amorfos y modelos de estructura amorfa.

1. Solido
Un cuerpo sólido, uno de los tres estados de
agregación de la materia, se caracteriza
porque opone resistencia a cambios de forma
y de volumen. Existen varias disciplinas que
estudian los sólidos:
• La física del estado sólido estudia cómo
emergen las propiedades físicas de los sólidos
a partir de su estructura de la materia
condensada.
• La mecánica de sólidos deformables estudia
propiedades macroscópicas desde la
perspectiva de la mecánica de medios
continuos (tensión, deformación, magnitudes Cubo de hielo (agua en estado sólido)
termodinámicas, &c.) e ignora la estructura
atómica interna porque para cierto tipo de
problemas esta no es relevante.
• La ciencia de los materiales se ocupa
principalmente de propiedades de los sólidos
como estructura y transformaciones de fase.
• La química del estado sólido se especializa en
la síntesis de nuevos materiales.

2. Manteniendo constante la presión a baja
temperatura los cuerpos se presentan en forma
sólida y encontrándose entrelazados formando
generalmente estructuras cristalinas. Esto confiere al
cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin
deformación aparente. Son, por tanto, agregados
generalmente rígidos, incompresibles (que no
pueden ser comprimidos), duros y resistentes.
Poseen volumen constante y no se difunden, ya que
no pueden desplazarse.
Estructura
cristalina del hielo

3. Video acerca de los sólidos

4. Los sólidos presentan propiedades
específicas:
• Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es
un objeto en que podemos observar esta propiedad.
• Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo).
• Dureza: Un sólido es duro cuando no puede ser rayado por otro más blando. El
diamante es un sólido con dureza elevada.
• Forma definida: Tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo
hacen los gases y los líquidos, excepto a bajas presiones extremas.
• Volumen definido: Debido a que tienen una forma definida, su volumen también es
constante.
• Alta densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercanía de
sus moléculas por eso se dice que son más “pesados”
• Flotación: Algunos sólidos cumplen con esta propiedad, solo si su densidad es menor a
la del liquido en el cual se coloca.
• Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a
posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su estado de
reposo.
• Tenacidad: En ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un
material a que se propaguen fisuras o grietas.
• Maleabilidad: Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados
por deformación. La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material
sin que éste se rompa, teniendo en común que no existe ningún método para
cuantificarlas.
• Ductilidad La ductilidad se refiere a la propiedad de los sólidos de poder obtener hilos
de ellos
•

5. El sólido más ligero conocido es un material artificial, el aerogel, que tiene
una densidad de 1,9 mg/cm³, mientras que el más denso es un metal, el
osmio (Os), que tiene una densidad de 22,6 g/cm³. Las moléculas de un
sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas
Los solidos formados por moleculas apolares como el Cl2, el H2 o el CO2, son
blandos como corresponde a la debilidad de las fuerzas de interacción entre
ellas (fuerzas de Van der Waals). Presentan un punto de fusión bajo lo que
indica que sólo a bajas temperaturas, las débiles fuerzas ordenadores del
enlace pueden predominar sobre el efecto disgregador del calor. Su
conductividad eléctrica es extremadamente baja como corresponde a la
ausencia de cargas libres

6. Ejemplo de la densidad de algunos
elementos en estado solido

7. MAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SÓLIDOS:
• Las partículas que lo forman se encuentran ordenadas
espacialmente, ocupando posiciones fijas, dando lugar a una
estructura interna cristalina, debido a que las fuerzas intermoleculares
son muy fuertes.
• Las partículas pueden ser: moléculas, átomos o iones.
Si las partículas son ÁTOMOS, los mismos están unidos por enlaces covalentes
que son muy fuertes, pero los átomos deben mantener una posición fija, sino el
enlace se rompe. Estos sólidos son muy duros, pero frágiles, y presentan punto
de fusión y ebullición elevados, como el DIAMANTE.
Si las partículas son MOLÉCULAS, las mismas se encuentran unidas entre si por
las fuerzas de Van der Waals, que son débiles Estos sólidos son blandos, y
presentan puntos de fusión y ebullición bajos, como el AZÚCAR.
Si las partículas son IONES:
• puede tratarse de metales: iones positivos rodeados de electrones, que son
buenos conductores de la corriente eléctrica, duros y presentan puntos de fusión
y ebullición altos, como por ejemplo COBRE, ORO, PLATA.
• puede tratarse de compuestos iónicos: debido a la fuerte atracción
electrostática entre los iones opuestos, son sólidos duros, pero frágiles y no
conducen la corriente eléctrica. Cuando se encuentran en solución diluida, dicha
solución conduce la corriente eléctrica.

8. Polimorfismo
El polimorfismo es la propiedad de un
material de existir en más de un tipo de red
espacial en el estado sólido, si el cambio en
estructura es reversible, entonces el cambio
polimórfico se conoce como alotropía. Por lo
menos quince metales muestran esta
propiedad, y el hierro es el ejemplo mejor
conocido. Cuando el hierro existe en más de
un tipo de red espacial en el estado sólido.

9. La red espacial:
es la distribución simétrica y ordenada de los átomos en
un espacio determinado.
Algunos metales como el hierro, manganeso, cobalto, estaño, pueden tener,
según la temperatura de calentamiento, distintas estructuras en sus redes
cristalinas y por consiguiente poseer propiedades diferentes. Este fenómeno se
denomina alotropía o polimorfísmo. Las formas alotropicas suelen
representarse
por las letras del alfabeto griego α, β, γ, δ, etc.
La red cristalográfica:
se forma cuando existe una repetición tridimensional de la red espacial, es
cuando en cada punto de ese espacio existe un átomo o una molécula
(ordenados de manera geométrica), por lo tanto un cristal es una red
cristalográfica, es decir una formación tridimensional y ordenada de átomos en
el espacio, es por ello que hay distintos tipo de cristales, pero todos con forma
determinada y simétrica.

10. En el diamante, los átomos constituyen una red tridimensional que se extiende
a lo largo de todo un cristal. Esta disposición hace que el diamante sea la
sustancia más dura que existe en la naturaleza.
El grafito está formado por capas de carbono compuestas por anillos
hexagonales de átomos

12. El polimorfismo de los metales.
• Los polimorfos de los metales se suelen denominar (con
excepciones) con las letras griegas a, b, g... conforme
aumenta la temperatura. Incluso algunos metales revierten
a la forma estable a baja temperatura cuando alcanzan
temperaturas más altas. El hierro presenta las siguientes
transiciones: a-Fe (cúbico centrado en cuerpo) es estable
hasta 906 ºC, cuando se convierte en g-Fe(cúbico
compacto), el cual a su vez retorna a a-Fe a los 1401 ºC, y
se mantiene en esta forma hasta que funde a los 1530 ºC.
La forma b (hexagonal compacta) aparece bajo alta presión.
Otro ejemplo de polimorfismo es el del estaño. A
temperatura ambiente el polimorfo estable es el estaño
blanco b-Sn, que se convierte en estaño gris, a-Sn, por
debajo de 14.2 ºC.

13. SÓLIDOS AMORFOS

14. ¿Qué son los sólidos amorfos?
• son sustancias que al ser sometidas a
experimentación, ponen de manifiesto: su
resistencia a la fluencia, característica del estado
cristalino (sin presentar una tendencia a asumir la
forma geométrica de los cristales ya que presentan
poca o ninguna organización estructural).
• Un sólido amorfo consiste en partículas acomodadas
en forma irregular y por ello no tienen el orden que
se encuentra en los cristales

15. Estructura amorfa
• Si un sólido se forma rápidamente, sus átomos o
moléculas no tienen tiempo de alinearse por si
mismos y pueden quedar fijos en posiciones
distintas a las de un cristal ordenado, al cual se le
llama sólido amorfo.
• Los sólidos sin estructura cristalina, como el
vidrio, se denominan amorfos.

16. Propiedades de los Sólidos Amorfos
• Sus moléculas están acomodas en forma irregular y por
ello no tienen el orden que se encuentran en los
cristales. (ejemplo el vidrio)
•.

17. • Difieren de los cristales en la manera en que
se funden
• No tienen punto de fusión bien definida
• Al igual que los líquidos y gases, son
isótropicos, es decir sus propiedades son
iguales en todas las direcciones

18. Modelos de Estructura Amorfa
• Modelo Microcristalino
• Modelo Poliédrico
• Modelo de Empaquetamiento Denso al Azar

19. Para determinar la distribución de átomos en un
material y por tanto acercarnos al tipo de orden que
presenta se pude determinar por un análisis de
rayos X.