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Capitolo 2
Lo stato solido e lo stato gassoso
2.1
I solidi: generalità
Quando una sostanza si trova sotto forma di solido, essa presenta volume e
forma propri. Le particelle di cui sono costituiti i solidi non sono dotate di
energia cinetica translazionale. L’energia cinetica delle particelle di un solido
è solo di tipo vibrazionale, cioè sono possibili solo vibrazioni rispetto ad una
posizione di equilibrio dotata di minima energia. L’entità delle vibrazioni
dipende dalla temperatura e dalla forza delle interazioni che si esercitano tra
le particelle.
Esistono solidi cristallini e solidi amorfi. I primi (ad esempio molti metalli e
sali) possiedono una specifica struttura geometrica ordinata, detta
reticolo
cri-
stallino
a differenza dei secondi (ad esempio i vetri e molte materie plastiche)
per i quali la disposizione delle particelle è casuale.
Le proprietà dei solidi cristallini sono diverse da quelle dei solidi amorfi: ad
esempio i primi hanno un definito
punto
o
temperatura
di
fusione
, che corri-
sponde alla temperatura alla quale avviene il passaggio di stato solido-liquido
sotto una pressione esterna costante. I solidi amorfi, invece, non hanno un pun-
to di fusione netto, ma fondono di solito in un ampio intervallo di temperatura.
Per i solidi cristallini è possibile una classificazione basata sulle loro forme
geometriche o sulla natura del legame tra le particelle nel reticolo cristallino.
È importante notare, infine, che alcune proprietà fisiche dei solidi, come
ad esempio la durezza, la sfaldabilità, la conducibilità elettrica, l’indice di rifra-
zione, ecc., possono essere direzionali, cioè possono cambiare a secondo della
direzione considerata. Questa caratteristica, che è tipica dei solidi cristallini
quando essi sono formati da cristalli singoli, si chiama
anisotropia
.
2.2
Concetti di struttura nei solidi cristallini
Consideriamo una serie ordinata di punti distribuiti lungo una retta ad una
distanza
a
l’uno dall’altro.
–1
a
0 1 2 3 4
a
Per individuare la posizione di due punti generici sulla retta
a,
che può esse-
re considerata come asse
x
, è sufficiente indicare due numeri, ad esempio 0 e 1,