Appunti di chimica: la classificazione dei solidi

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Introduzione

Generalmente si è soliti classificare i solidi per le loro proprietà fisiche: essi hanno forma e volume propri; sono rigidi e assai scarsamente compressibili; hanno comunemente densità superiore a quella dei liquidi in cui si trasformano per fusione, e presentano, a una data pressione, punti di fusione specifici (se costituiti da una sostanza pura). In questi appunti di chimica, cercheremo però di rappresentare un differente metodo di classificazione dei solidi, analizzando la natura delle particelle e dei legami che li costituiscono.

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In realtà, solo i solidi cristallini sono contraddistinti da punti di fusione determinati; esistono, infatti, anche solidi amorfi che al crescere della temperatura rammolliscono gradualmente fino a raggiungere lo stato liquido: per questi non si può individuare una precisa temperatura di fusione. Sono solidi amorfi il burro, il vetro e molte materie plastiche, come il polietilene e il polistirene.

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Analizzando poi la struttura interna dei solidi, è possibile distinguerli in solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici. I primi, molto comuni, sono costituiti da molecole legate da forze intermolecolari di vario tipo. Ne sono esempi l'azoto, lo iodio, la naftalina, il ghiaccio e il diossido di carbonio solido (ghiaccio secco). I secondi sono formati da ioni di segno opposto uniti da legami ionici. Ne fanno parte, tra gli altri, la maggioranza dei sali e gli idrossidi dei metalli più reattivi, come l'idrossido di sodio e l'idrossido di bario. I solidi covalenti, sono invece formati da atomi (uguali o diversi) uniti fra loro con legami appunto covalenti e vi appartengono la grafite, l'asbesto, il diamante e il carburo di silicio. I solidi metallici, infine, sono costituiti da ioni metallici tenuti insieme da un mare di elettroni delocalizzati. Fanno parte di questa categoria il ferro, lo zinco e il rame. Le differenze strutturali fra le varie classi di solidi sono profonde e ciò determina le rilevanti diversità in varie proprietà fisiche.

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La diversità di comportamento durante la fusione, mostrata dai due tipi di solidi, è dovuta a differenze strutturali. Nei solidi cristallini le particelle (atomi, ioni o molecole) sono disposte ordinatamente in un "reticolo cristallino" e come risultato della regolarità interna, tali solidi assumono una forma geometrica ben determinata. Diversamente, i solidi amorfi hanno una forma propria, ma non possiedono una disposizione spaziale definita: essi sono propriamente dei liquidi, che possiedono una forma propria perché viscosi.

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