Tema 2. Particularidades del estado sólido.

2.2.Polimorfismo.

 

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  • El azufre se presenta generalmente en forma de anillos S8 que se empaquetan en el sólido de formas diferentes, dando lugar a cristales monoclínicos o rómbicos. Se conocen igualmente anillos de otros tamaños como S6 y S12. El término de alotropía se ha usado tradicionalmente para designar las diferentes formas cristalinas de los elementos, o formas alotrópicas. Para algunos autores, [A.F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 5ª Ed, Oxford Science Publications], se trata de un caso particular de polimorfismo. Otros [G. Rayner-Canham, Descriptive Inorganic Chemistry, W.H. Freman and Company] reservan el término alotropía para formas cristalinas en las que unidades moleculares diferentes de la misma composición se empaquetan en formas cristalinas diferentes, por ejemplo S6, S8 y S12, mientras que las formas rómbica y monoclínica de S8 deben considerarse polimorfos. Otros textos [C.E. Housecroft y A.G. Sharpe, Inorganic Chemistry, Pearson-Prentice Hall] hablan en todos los casos de alotropía.

  • SiO2 presenta diferentes polimorfos. De ellos los más estudiados son cuarzo α , tridimita α o cristobalita α.

  • Las formas polimorfas pueden presentar solo ligeras diferencias en la ordenación de los átomos. Tal es el caso de las formas α y β de SiO2 cuarzo que se muestran en las figuras siguientes.

  • La forma:cuarzo α es la forma estable a baja temperatura y la forma cuarzo β es la forma estable a alta temperatura. Análogamente, cristobalita presenta dos formas cristobalita α estable a baja temperatura y cristobalita β de alta temperatura.

    Si las observamos con detalle, el paso de una a otra de las estructuras supone solo ligeros cambios en los ángulos Si-O-Si. Por ello la transición entre ellas ocurre con facilidad a una temperatura relativamente baja, 570ºC a presión normal.

  • En algunos casos las formas polimórficas son estructuralmente muy diferentes entre sí. Tal es es caso del carbono que tiene las variedades de diamante, grafito y fullereno.

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      diamante. grafito. c60

  • Otros elementos que presentan polimorfismo: azufre monoclínico que es la forma estable a baja temperatura y azufre ortorrómbico estable por encima de 95.5ºC, ambos constituidos por anillos S8 empaquetados de forma diferentes en el cristal.

    Aunque menos estables, azufre tambien forma anillos de diferentes tamaños. Como ejemplos tenemos: azufre S6 o azufre S10

    El tema de los polimorfos es especialmente importante en los fármacos. Determinados polimorfos pueden presentar propiedades que les haga indeseables, bien por su diferencia de solubilidad o cualquier otra propiedad. Se conocen al menos dos polimorfos de Paracetamol, que se diferencian en el modo de empaquetamiento de las moléculas en el sólido.

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