Solido molekular

Kristal molekularretan errepikatzen den unitatea kargarik gabeko molekula osoa da (gas nobleen kasuan izan ezik, non atomoak diren). Kristal-egituran molekulak molekulen arteko interakzioen bidez lotzen dira: Van der Waalsen indarrak edo hidrogeno-loturak. Oro har, indar horiek ahulagoak dira beste solido motetan aurkitzen ditugunak baino.

Elementuen artean, inguruneko tenperaturan gas diren elementuek solido molekularrak ekoizten dituzte, zeinetan molekula, gas nobleetan izan ezik, X₂ formakoa baita. Likido edo solido diren beste elementu batzuk solido molekular moduan lortzen dira: bromo, iodoa, astatoa, fosforo zuria (P₄) eta sufrea (S₈).

Konposatuei begiratzen badiegu, giro-tenperaturan gasak edo likidoak diren ia konposatu guztiek solido molekularrak sortzen dituzte: CO₂, SO₂, NH₃, HCl, CH₄, besteak beste, eta baita konposatu organiko guztiak ere

Propietate orokorrak

Partikulen arteko indarren ahultasuna dela eta, solido molekularren propietateak bereziak dira:

• Solido molekularren sare-energiaren balioak nahiko txikiak dira, eta, gainera, sublimazio beroarekin bat datoz.

Konposatua	Ar	Kr	CH4	H2S	Cl2	H2O	I2
∆H°sare (kJ/mol)	7,5	10,5	9,6	21	27	51	61

• Solido lurrunkorrak dira, eta fusio- eta irakite-tenperaturak baxuak dituzte. Balioen desberdintasuna ulertzeko, molekulen polarizagarritasuna eta polaritatea aintzakotzat hartu behar da, H-loturak ere egon daitekeela ahaztu barik.
• Kristalak bigunak dira, pittin bat konprimagarriak eta deformagarriak.
• Solido molekularrak isolatzaile elektrikoak dira, molekulak karga netorik ez duelako eta elektroiak aske ez direlako.
• Propietate kimikoak osatzen duten molekulenak dira.
• Disolbagarritasuna solidoaren eta disolbatzailearen izaeraren menpe dago; oro har, substantzia polarrak disolbatzaile polarretan disolbatzen dira, eta substantzia apolarrak, disolbatzaile apolarretan.

Egiturak

Egitura aztertzerakoan, solido-egoerari eusteko dagoen interakzio mota aintzakotzat hartu behar da: van der Waalsen indarrak ez-direkzionalak dira, hidrogeno-loturak, berriz, norabide zehatz batean gertatzen dira.

Van der Waals

Partikulak molekularen formak uzten duen ahalik eta formarik trinkoenean paketatzen dira. Hori dela eta, gas nobleen kasuan, non partikulak atomo esferikoak diren, paketatze kubiko trinkoa edo hexagonal trinkoa lortzen dira.

Molekula diatomikoak, tenperatura baxuetan, ardatz bati jarraituz orientatzen dira, eta egitura trinko distortsionatuak lortzen dira. Tenperatura altua izanez gero, biratze-higidura baimenduta dago, eta molekulak esferatzat har daitezke; ondorioz, egitura kristalinoek ezdistortsionatu bilakatzen dute.

Molekula poliatomikoetan aniztasun handiko egiturak ikusten dira molekularen formaren arabera. Adibidez, irudi honetan S₈-aren egitura adierazten da.

I₂ eta S₈-ren egiturak

Hidrogeno-lotura

Hidrogeno-loturak zuzenduak direnez, lotura horien norabideek solidoaren egitura mugatzen dute.

Izotza aztertuko da. Izotzean oxigeno bakoitza lau hidrogenori lotuta dago tetraedro baten norabideetan. Dena dela, tetraedro hori distortsionatua da bi hidrogeno σ-lotura kobalentearen bidez (motzagoa eta sendoagoa) lotuta daudelako, eta beste biak, berriz, H-loturaren bidez (luzeagoa eta ahulagoa). Tetraedroak era desberdinetan ordena daitezke izotzaren forma alotropikoak emanez.

Hidrogeno loturen adibideak

Izotzaren egitura

Izotzaren egitura berezi horretan datzate solido horren ezaugarri bereziak; adibidez, ur likidoa baino dentsitate txikiagokoa izatea. Izotzaren egitura ur likidoarena baino zabalagoa da, H-loturak hedatzean kanal-formako zuloak sortzen direlako, eta bolumen handiagoa betetzen da. Hori dela eta, izotza ez da ur likidotan murgiltzen, gainazalean geratzen da. Lakuetan eta halakoetan izozten dena gainazala da. Izotzak, isolatzaile moduan, azpiko ur likidoa babesten du.

Bibliografia

• Simon, A.; Peters, K. (1980). "Single-Crystal Refinement of the Structure of Carbon Dioxide". Acta Crystallogr. B. 36: 2750–2751. doi:10.1107/s0567740880009879.
• Lehmann, C. W.; Stowasser, Frank (2007). "The Crystal Structure of Anhydrous Beta-Caffeine as Determined from X-ray Powder-Diffraction Data". Chemistry A European g. 10: 2908–2911. doi:10.1002/chem.200600973.
• Hall, George (1965). Molecular Solid State Physics. Berlin, Germany: Springer-Verlag.
• Fahlman, B. D. (2011). Materials Chemistry. Berlin, Germany: Springer.
• Schwoerer, M.; Wolf, H. C. (2007). Organic Molecular Solids. Weinheim, Germany: Wiley-VCH.
• Omar, M. A. (2002). Elementary Solid State Physics. London, England: Pearson.
• Patterson, J.; Bailey, B. (2010). Solid-State Physics. Berlin, Germany: Springer.
• Turton, R. (2010). The Physics of Solids. New York, New York: Oxford University Press Inc.
• Keer, H. V. (1993). Principles of Solid Sate. Hoboken, New Jersey: Wiley Eastern Limited.
• Israelachvili, J. N. (2011). Intermolecular and Surface Forces. Cambridge, Massachusetts: Academic Press.
• Inokuchi, H.; Kuroda, H.; Akamatu (1961). "On the Electrical Conductivity of the Organic Thin Films: Perylene, Coronene, and Violanthrene". Bulletin of the Chemical Society of Japan. 34: 749–753. doi:10.1246/bcsj.34.749.
• Varughese, S.; Kiran, M. S. R. N.; Ramamurty, U.; Desiraju, G. R. (2013). "Nanoindentation in Crystal Engineering: Quantifying Mechanical Properties of Molecular Crystals". Angewandte Chemie International Edition. 52: 2701–2712. doi:10.1002/anie.201205002.
• Field, J. E., ed. (1979). The Properties of Diamonds. New York, New York: Academic Press.
• Haynes, W. M.; Lise, D. R.; Bruno, T. J., eds. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: CRC Press.
• O'Neil, M. J., ed. (2013). The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. Cambridge, United Kingdom: Royal Society of Chemistry.
• Barret, C. S.; Meyer, L. (1965). Daunt, J. G., ed. Low Temperature Physics: The Crystal Structures of Argon and Its Alloys. New York, New York: Springer.
• Eisenberg, D.; Kauzmann, W. (2005). The Structures and Properties of Water. Oxford, UK: Oxford University Press.
• Harvey, G. R. (1991). Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Chemistry and Carcinogenicity. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
• Jones, W., ed. (1997). Organic Molecular Solids: Properties and Applications. Boca Raton: CRC Press.
• Desiraju, G. R. (2013). "Crystal Engineering: From Molecular to Crystal". Journal of the American Chemical Society. 27: 9952–9967. doi:10.1021/ja403264c.
• Thakur, T. S.; Dubey, R.; Desiraju, G. R. (2015). "Crystal Structure and Prediction". Annual Review of Physical Chemistry. 1: 21–42. Bibcode:2015ARPC...66...21T. doi:10.1146/annurev-physchem-040214-121452.
• Davey, R. J.; Schroeder, S. L.; Horst, J. H. T. (2013). "Nucleation of Organic Crystals - A Molecular Perspective". Angewandte Chemie International Edition. 52: 2166–2179. doi:10.1002/anie.201204824.
• Harris, Harris; Edward, M.; Blake, F. C. (1928). "The Atomic Arrangement of Orthorhombic Iodine". Journal of the American Chemical Society. 50: 1583–1600. doi:10.1021/ja01393a009.
• Allan, D. R.; Clark, S. J.; Ibberson, R. M.; Parsons, S.; Pulham, C. R.; Sawyer, L. (1999). "The Influence of Pressure and Temperature on the Crystal Structure of Acetone". Chemical Communications: 751–752. doi:10.1039/A900558G.
• Alt, H. C.; Kalus, J. (1982). "X-Ray Powder Diffraction Investigation of Naphthalene up to 0.5 GPa". Acta Crystallographica Section B. 10: 2595–2600. doi:10.1107/s056774088200942x.
• Williams, J. H. (1993). "The Molecular Electric QuadrupoleMoment and Solid-State Architecture". Accounts of Chemical Research. 26: 593–598. doi:10.1021/ar00035a005.
• Dawson, A.; Allan, D. R.; Parsons, Simon; Ruf, M. (2004). "Use of a CCD diffractometer in crystal structure determinations at high pressure". Journal of Applied Crystallography. 37: 410–416. doi:10.1107/s0021889804007149.
• Hassel, O.; Hvoslef, J. (1954). "The Structure of Bromine 1,4-Dioxanate". Acta Chemica Scandinavica. 8. doi:10.3891/acta.chem.scand.08-0873.
• Metrangolo, P.; Meyer, F.; Pilati, Tullio; Resnati, G.; Terraneo, G. (2008). "Halogen Bonding in Supramolecular Chemistry". Angewandte Chemie International Edition. 47: 6114–6127. doi:10.1002/anie.200800128.
• Reddy, C. M.; Krishan, G. R.; Ghosh, S. (2010). "Mechanical properties of molecular crystals—applications to crystal engineering". Crystal Engineering Communication. 12: 2296–2314. doi:10.1039/c003466e.
• Kistenmacher, T. J.; Phillips, T. E.; Cowan, D. O. (1974). "The Crystal Structure of the 1:1 Radical Cation-Radical Anion Salt of 2,2'-bis-1,3-dithiole (TTF) and 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ)". Acta Crystallographica Section B. 30: 763–768. doi:10.1107/s0567740874003669.
• Cohen, M. J.; Coleman, L. B.; Garito, A. F.; Heeger, A. J. (1974). "Electrical Conductivity of Tetrathiofulvalinium Tetracyanoquinodimethane (TTF) (TCNQ)". Physical Review B. 10: 1298–1307. Bibcode:1974PhRvB..10.1298C. doi:10.1103/PhysRevB.10.1298.
• John Olmsted, Gregory M. Williams (1997). Chemistry: the molecular science. Jones & Bartlett Learning. p. 981. ISBN 0-8151-8450-6.
• Singhal Atul. The Pearson Guide to Objective Chemistry for the AIEEE. p. 36. ISBN 81-317-1359-8.
• Gary Wulfsberg (1991). Principles of descriptive inorganic chemistry. University Science Books. p. 186. ISBN 0-935702-66-0.
• Simon, Arndt; Borrmann, Horst; Horakh, Jörg (1997). "On the Polymorphism of White Phosphorus". Chemische Berichte. 130: 1235. doi:10.1002/cber.19971300911.
• AK Srivastava and PC Jain. Chemistry Vol (1 and 2). FK Publications. p. 548. ISBN 81-88597-83-X.
• Holleman, Arnold F; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Arsen". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in German) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 675–681. ISBN 3-11-007511-3.
• Masters, Anthony F. "Allotropes – Group 13, Group 14, Group 15, Group 16". Chemistry Explained. Retrieved 2009-01-06.
• James E. House (2008). Inorganic chemistry. Academic Press. p. 524. ISBN 0-12-356786-6.
• Darrell D. Ebbing, Steven D. Gammon (2007). General Chemistry. Cengage Learning. p. 446. ISBN 0-618-85748-6.
• James Wei (2007). Product engineering: molecular structure and properties. Oxford University Press. p. 137. ISBN 0-19-515917-9.
• Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
• AK Srivastava and PC Jain. Chemistry Vol (1 and 2). FK Publications. p. 550. ISBN 81-88597-83-X.
• K (2011). "Ab initio electronic structure of solid coronene: Differences from and commonalities to picene". Physical Review B. 84. arXiv:1105.0248. Bibcode:2011PhRvB..84b0507K. doi:10.1103/physrevb.84.020507.
• O. Gunnarsson (1997). "Superconductivity in Fullerides". Reviews of Modern Physics. 69: 575. arXiv:cond-mat/9611150. Bibcode:1997RvMP...69..575G. doi:10.1103/RevModPhys.69.575.

Kanpo estekak

• Datuak: Q899235