ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS
Acorde
a su estructura interna, los sólidos se clasifican en cristalinos (que tienen
una estructura geométrica definida) y amorfos. Un
cristal está formado de átomos, iones o moléculas en un arreglo geométrico
regular. La estructura externa (hábito) de los cristales varía inclusive para
un mismo principio activo, pero la estructura interna siempre es constante. En
forma general los cristales se clasifican en 6 sistemas cristalinos mayores que
al mismo tiempo se subdividen en 36 clases .
1. S. cúbico: posee 3 ejes de igual longitud que se
interceptan en ángulos rectos. Estos son isotrópicos.
2. S. Tetragonal: Contiene 3 ejes que se
interceptan en ángulos rectos; de los cuales, 2 son de igual longitud pero el
tercero es más largo o más corto.
3. S. Hexagonal: Posee 3 ejes en el mismo plano que
se interceptan a 60 ° y un cuarto eje más largo o más corto que es perpendicular
al plano de los anteriores.
4. S. Rómbico: Posee 3 ejes de longitud desigual
que se interceptan en ángulos rectos.
5. S. Monoclínico: Posee tres ejes de longitud
desigual; de los cuales 2 de ellos se interceptan a ángulos rectos y un tercero
es perpendicular a uno y no al otro.
6. S. Triclínico: Posee 3 ejes de longitud
desigual, y ninguno de éstos se interceptan en ángulos rectos5 .
Formas microscópicas de las partículas:
Los términos de la USP 26 para definir la forma o
hábito son:
1 Acicular: Partículas con forma semejante a agujas
con altura y anchura similar.
2. Columnar: Partículas delgadas y alargadas con
anchura y longitud mucho más grande que una partícula acicular.
3. Hojuela: Partículas delgadas, aplanadas de
similar longitud y anchura.
4. Placa: Partículas planas de similar longitud y
anchura pero con una mayor altura.
5. Lata (cuchilla): Partículas planas, alargadas en
forma de cuchillas.
6. Cúbica: Partículas de similar altura, longitud y
espesura. Aquí se incluyen también las formas esferoidales.
Los grados de asociación de los cristales son los
siguientes:
1. Lamelar: Se ven como placas apiladas.
2. Agregados: Son masas de partículas adheridas
entre sí.
3. Aglomerado: Formado por partículas fusionadas o
cimentadas.
4. Conglomerados: Mezcla de dos o más tipos de
partículas.
5. Esferuelas: Partículas agrupadas en forma de
racimos.
6. Incrustación: Formada por partículas cubiertas
con partículas más pequeñas que están incrustadas en el anterior.
Los cristales también pueden describirse en
términos de su condición:
-Bordes (angular, redondeado, liso y fracturado)
-óptica (coloreado, transparente, translucido y opaco)
-Defectos (oclusiones e inclusiones).
-Características de superficie se clasifican en: Agrietadas, lisas, porosas,
rugosas y despicadas .
La forma que adquiere un cristal depende de
diversos factores como temperatura, presión y composición del solvente de
cristalización7. Los análisis que indican el tipo de cristal son la
difracción de rayos x, y los de calorimetría diferencial de barrido
(DSC).
La importancia de del hábito cristalino radica en
que ésta puede influir durante los procesos de compresión y liberación del
fármaco .
ESTRUCTURA
La estructura
(del latín structūra)
es la disposición y orden de las partes dentro de un todo. También puede
entenderse como un sistema de conceptos coherentes enlazados, cuyo objetivo es
precisar la esencia del objeto de estudio. Tanto la realidad como el lenguaje tienen estructura. Uno de los objetivos de
la semántica y de la ciencia consiste en que la estructura del lenguaje
refleje fielmente la estructura de la realidad.
SÓLIDOS
Un cuerpo sólido, es uno de los 4 estados de agregación de la materia,
se caracteriza porque opone resistencia
a cambios de forma y de volumen. Las moléculas de un sólido tienen una gran
cohesión y adoptan formas bien definidas. Existen varias disciplinas que
estudian los sólidos:
CELDA
UNITARIA
Se
define como celda unitaria, la porción más simple de la estructura cristalina
que al repetirse mediante traslación reproduce todo el cristal. Todos los
materiales cristalinos adoptan una distribución regular de átomos o iones en el
espacio. Se trata de un arreglo espacial de átomos que se repite en el espacio
tridimensional definiendo la estructura del cristal. Se caracteriza por tres
vectores que definen las tres direcciones independientes del sistema de
coordenadas de la celda. Esto se traduce en seis parámetros de red, que son los
módulos, de los tres vectores, y los
ángulos, y que forman entre sí. Estos tres vectores
forman una base del espacio tridimensional, de tal manera que las coordenadas
de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos por
combinación lineal con los coeficientes enteros.
ESTRUCTURA CRITALINA DEL CLORURO DE SODIO
La estructura del
cloruro de sodio, NaCl, se indica en las figuras 1 y 2. La red es cúbica
centrada en las caras; la base se compone de un átomo de Na y un átomo.
Figura
1. Podemos construir la estructura cristalina del cloruro de sodio dispone iones
de Na+ y Cl- alternativamente en los puntos de la red de
una red cúbica simple. En el cristal cada ion está rodeado por los seis vecinos
más próximos de carga opuesta. La red es cúbica centrada en las y la base tiene
un ion Cl- en 000 y un ion Na+ en 1/2 1/2 1/2 . La figura
muestra una celda, cúbica convencional. Los diámetros iónicos en esta figura se
han reducido en relación al tamaño de la celda con objeto de que quede más
clara la disposición espacial.
Figura
2. Modelo de cloruro sódico. Los iones de sodio son más pequeños que los de
cloro.
SOLIDOS METALICOS
Sus
unidades estructurales son electrones y cationes, que pueden tener cargas de
+1, +2 o +3. Los cristales metálicos están formados por un conjunto ordenado de iones positivos,
por ejemplo, Na+, Mg2+, Cu2+. Estos iones
están anclados en su posición, como boyas en un "mar" móvil de
electrones. Estos electrones no están sujetos a ningún ion positivo concreto,
sino que pueden deambular a través del cristal.
Esta estructura explica muchas de las propiedades características de los metales:
Conductividad eléctrica elevada: La presencia de un gran número de
electrones móviles explica por qué los metales tienen conductividades
eléctricas varios cientos de veces mayores que los no metales. La plata es el
mejor conductor eléctrico pero es demasiado caro para uso normal. El cobre,
con una conductividad cercana a la de la plata, es el metal utilizado
habitualmente para cables eléctricos.
Buenos conductores del calor: El calor se transporta a través de los
metales por las colisiones entre electrones, que se producen con mucha
frecuencia.
Ductilidad y maleabilidad: La mayoría de los metales son dúctiles
(capaces de ser estirados para obtener cables) y maleables (capaces de ser
trabajados con martillos en láminas delgadas). En un metal, los electrones
actúan como un pegamento flexible que mantiene los núcleos atómicos juntos,
los cuales pueden desplazarse unos sobre otros. Como consecuencia de ello,
los cristales metálicos se pueden deformar sin romperse.
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Insolubilidad en agua y en
otros disolventes comunes: Ningún metal se disuelve en agua; los electrones no pueden pasar a la
disolución y los cationes no pueden disolverse por ellos mismos.
SÓLIDOS IONICOS
Los sólidos iónicos están formados por iones unidos por fuerzas eléctricas
intensas (enlaces iónicos) entre iones contiguos con cargas opuestas
(cationes y aniones).
En estas sustancias no hay moléculas sencillas e
individuales; en cambio, los iones permanecen en una ordenación repetitiva y
regular formando una red continua.
La sal común (NaCl), minerales como la fluorita (CaF2) o los
óxidos de los metales son ejemplos de sustancias iónicas. En la sal común los iones Na+
(cationes) y los iones Cl- (aniones), unidos por fuerzas
eléctricas debidas a su carga opuesta, forman una red tridimensional cúbica
en la que cada ion Cl- está rodeado por seis iones Na+
y cada ion Na+ por seis iones Cl-. Debido a su
estructura, los sólidos iónicos tienen las siguientes propiedades:
1. No son volátiles y tienen
un punto de fusión alto
(normalmente entre 600 °C y 2.000 °C). Para fundir el sólido deben romperse
los enlaces iónicos, separando unos de otros los iones con cargas opuestas.
Los iones adquieren energía cinética suficiente para que esto ocurra
solamente a temperaturas elevadas.
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2. Los
sólidos iónicos no conducen la
electricidad, puesto que los iones cargados tienen posiciones fijas.
Sin embargo, llegan a ser buenos
conductores cuando están fundidos o disueltos en agua. En ambos casos,
fundidos o en disolución, los iones son libres para moverse a través del
líquido y así pueden conducir una corriente eléctrica.
3. Muchos compuestos iónicos,
pero no todos (p. ej., el NaCl pero no el CaCO3), son solubles en agua.
SÓLIDOS MOLECULARES
Un sólido molecular clásico consiste de pequeñas moléculas covalentes no
polares, y es mantenido junto por fuerzas de dispersión de London; un ejemplo clásico es la cera de parafina.
Estas fuerzas son débiles, y resultan en unas energías de enlace entre pares en
el orden de 1/100 de los enlaces covalentes, iónicos, y metálicos. Las energías
de enlace tienden a incrementarse con el incremento del tamaño molecular y la
polaridad.
 
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SÓLIDOS COVALENTE
Son
sólidos formados por redes de átomos unidos por enlace covalente. Estas redes
pueden ser tridimensionales, bidimensionales (laminas) ó monodimensionales
(cadenas), aunque sólo las primeras
componen sólidos puramente covalentes. Los
Sólidos covalentes tridimensionales tienen elevados puntos de fusión y
ebullición por las fuerzas extremadamente fuertes que los unes. En los bi- y
monodimensionales, las láminas ó cadenas se atraen por fuerzas débiles de “Van
der Waals” En los sólidos covalentes no se forman moléculas.
Los enlaces covalentes permiten asociaciones de grandes e indeterminadadas
cantidades de átomos iguales o diferentes cuando esto ocurre no se puede hablar
de moléculas, sino de redes cristales covalentes. La fórmula de las redes covalentes
es al igual que la de las sustancias iónicas, una fórmula empírica.
Propiedades
Algunas son similares a las de las sustancias moleculares
No
conducen el calor ni la electricidad.
Son
insolubles en agua.
A diferencia de las sustancias moleculares:
Presentan
temperaturas de fusión y ebullición muy elevadas. Son sólidos a
temperatura ambiente.
Son
muy duros (resistencia a ser rayado).
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