Orden de Corto y Largo Alcance
Orden de corto alcance.- es el arreglo espacial de los átomos o moléculas que se extiende
sólo a los vecinos más cercanos de éstos. A estas estructuras se les denomina como
estructuras no cristalinas.
Ejemplos de estas estructuras son los vidrios, geles y recubrimientos por deposición de
vapor.
Vidrios.- durante la solidificación los átomos no tienen el tiempo suficiente para formar
una estructura periódica. Una estructura vítrea puede también obtenerse por solidificación
rápida de materiales que normalmente forman estructuras cristalinas. Los vidrios tienen
las siguientes características generales:
1. Estructura isotrópica (las propiedades son uniformes en todas direcciones).
2. Son típicamente transparentes, pero pueden formularse para absorber o transmitir
ciertas longitudes de onda.
3. Buenos aislantes eléctricos y térmicos.
4. Reblandece antes de fundir, por lo que puede moldearse por soplo.
Un ejemplo de estructura vítrea es la sílice (SiO2) cuya unidad estructural es un tetraedro
en el que cuatro átomos de oxígeno se unen de manera covalente con un átomo de silicio.
Puesto que los átomos de oxígeno deben formar ángulos de 109.5º para satisfacer los
requerimientos de direccionalidad de los enlaces covalentes, se obtiene una estructura con
orden de corto alcance.
Dentro de las estructuras vítreas se encuentra un grupo denominado Estructuras
Moleculares en el que se ubican los compuestos orgánicos (con enlaces covalentes),
donde los más comunes son los hidrocarburos los cuales pueden contener algunos otros
elementos o grupos reemplazando a uno o más hidrógenos, como halógenos (Cl y F),
hidróxido (OH), acetato, amonio y silicones.
Hidrocarburos.- éstos se clasifican en saturados y no saturados. El incremento del punto
de fusión con el peso molecular se debe en parte al decremento de la morbilidad y en
mayor grado a los enlaces de Van der Waals entre moléculas. Entre más grande sea la
molécula habrá más sitios en donde puedan ocurrir enlaces de Van der Waals. Bajo las
condiciones adecuadas los hidrocarburos no saturados pueden romper sus dobles o triples
enlaces para formar moléculas más grandes, por ejemplo los polímeros. Esto se denomina
reacción de polimerización.
Geles.- sólidos no-cristalinos formados por reacción química en lugar de fusión. Estos
materiales son útiles en la unión de cerámicos y metales (al actuar como cementos).
Ejemplos de éstos son Si(OH)4 y Al(H2PO4)3.
Recubrimientos por Deposición de Vapor.- sólido no-cristalino producido por
condensación rápida de un vapor sobre un substrato frío o por reacción de un gas sobre
con un substrato caliente. El vapor pude producirse por bombardeo iónico, evaporación
mediante haz de electrones o evaporación térmica. Los recubrimientos así obtenidos por
lo general son no-porosos, tienen granos finos y muestran propiedades únicas.
A los materiales con un ordenamiento de corto alcance se denominan comúnmente como
materiales amorfos.
Síntesis de polímeros
Polimerización por adición.- el principio de este proceso es la obtención de un monómero
(unidad mérica) la cual se une con otra para formar cadenas largas.
nA→ (-A-) n
Normalmente la polimerización se da en moléculas idénticas, sin embargo, la
polimerización entre moléculas diferentes ocurre, a esto se le llama copolimerización.
nA + mB → ( AnBm )
Este tipo de polimerización puede ocurrir sí más de un doble enlace está presente (p.ej. la
polimerización del butadieno para formar hule no vulcanizado). Los polímeros
producidos por adición son generalmente termoplásticos (reciclables).
Polimerización por condensación.- involucra la reacción química de dos moléculas
orgánicas diferentes para formar una nueva, acompañada por la formación de un
subproducto (agua, alcohol o ácido).
pC + pD→ ( E ) + pF
El dacrón es un ejemplo de este proceso. Este sintetiza por la reacción de dimetil
tereftalato y etilen glicol, produciendo alcohol metílico como subproducto. La síntesis del
fenol-formaldehido (baquelita) es otro ejemplo. La mayoría de los polímeros obtenidos
por este proceso son conocidos como resinas termoendurecibles, los cuales tienen mayor
resistencia que los termoplásticos, pero son más caros de fabricar.
Las propiedades de los polímeros se ven afectadas por el grado de cristalinidad, el
entrelazamiento y la ramificación de las moléculas; estas dos últimas tienen un efecto
mayor.
Orden de largo alcance.:es el arreglo espacial de los átomos o moléculas que se extiende
por todo el sólido, formando un patrón repetitivo, regular, que resulta en una red. Los
materiales pueden diferenciarse entre sí por el tipo de red que posean. El tipo de red de un
material depende del tamaño de los átomos o iones, y del tipo de enlace.
Al patrón geométrico que sigue una red de un material se le denomina estructura
cristalina, y se define en función de su tamaño, forma y ordenamiento atómico.
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