Page 509 - Quimica - Undécima Edición

QUÍMICA

en acción

¿Por qué los lagos se congelan desde la superfi cie hacia el fondo?

l hecho de que el hielo sea menos denso que el agua tiene
Euna profunda implicación ecológica. Considere como
ejemplo los cambios de temperatura en el agua dulce de un lago
en un clima frío. A medida que la temperatura del agua cercana
a la superfi cie desciende, su densidad aumenta. El agua más fría
entonces se hunde hacia el fondo mientras que el agua más tibia,
que es menos densa, sube a la superfi cie. Este movimiento nor-
mal de convección continúa hasta que la temperatura en toda el
agua alcanza 4°C. Por debajo de esta temperatura, la densidad
del agua comienza a descender con la disminución de la tempe-
ratura (vea la fi gura 11.13), de manera que ya no se va hacia el
fondo. Con mayor enfriamiento, el agua de la superfi cie comien-
za a congelarse. La capa de hielo formada no se hunde debido a
que es menos densa que el agua líquida; incluso actúa como
aislante térmico para el agua que se encuentra por debajo de
ella. Si el hielo fuera más pesado, se hundiría hasta el fondo del
lago y fi nalmente el agua se congelaría en forma ascendente. La
mayoría de los organismos que habitan en el agua no sobrevivi-
rían y se congelarían. Por fortuna, el agua de los lagos no se
congela desde el fondo hacia la superfi cie. Esta propiedad pecu-
liar del agua hace posible la pesca deportiva en hielo.

Pesca en hielo. La capa de hielo que se forma en la superfi cie del lago aísla
el agua que está por debajo y mantiene la temperatura lo sufi cientemente
alta para preservar la vida acuática.

Una celda unitaria es la unidad estructural básica que se repite en un sólido crista- Animación
lino. La fi gura 11.14 muestra una celda unitaria y su extensión en tres dimensiones. Cada Celdas unitarias cúbicas y sus
orígenes
esfera representa un átomo, ion o molécula y se denomina punto reticular. En muchos
cristales este punto en realidad no contiene tal partícula; en su lugar, puede haber varios
átomos, iones o moléculas distribuidos en forma idéntica alrededor de cada punto reticu-
lar . Sin embargo, para simplifi car se supone que cada punto reticular está ocupado por un
solo átomo. Éste es el caso para la mayoría de los metales. Cada sólido cristalino se re-
presenta con uno de los siete tipos de celdas unitarias que se muestran en la fi gura 11.15.
La geometría de la celda unitaria cúbica es particularmente simple porque todos los lados
y ángulos son iguales. Cualquiera de las celdas unitarias, al reproducirlas en el espacio
tridimensional, forman una estructura reticular característica de un sólido cristalino.

Empaquetamiento de esferas
Los requerimientos geométricos generales para que se forme un cristal se entienden si se Animación
analizan las distintas formas en que se pueden empacar varias esferas idénticas (por ejem- Empaquetamiento de esferas
plo, las pelotas de ping-pong) para formar una estructura tridimensional ordenada. La
manera en que las esferas se acomodan en capas determina el tipo de celda unitaria fi nal.

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