• um sólido molecular é composto por moléculas unidas pelas forças de van der Waals. Suas propriedades são ditadas pela natureza fraca dessas forças intermoleculares. Sólidos moleculares são moles, muitas vezes voláteis, têm baixas temperaturas de fusão, e são isoladores elétricos.As Classes de sólidos moleculares incluem compostos orgânicos compostos de carbono e hidrogénio, fulerenos, halogéneos (F, Cl, etc.), calcógenos (O, S, etc.), e pnictógenos(N, P, etc.).moléculas maiores são menos voláteis e têm pontos de fusão mais altos porque suas forças de dispersão aumentam com o maior número de átomos. A diminuição na ligação de elétrons externos ao núcleo também aumenta as interações tipo van der Waals do átomo devido ao seu aumento da polarisabilidade.a dopagem introduz normalmente impurezas numa amostra de uma substância, a fim de alterar as suas propriedades eléctricas.sólido molecular composto por moléculas unidas por forças intermoleculares de van der Waals.Van der Waals força atrativa entre moléculas (ou entre partes da mesma molécula). Estas incluem interações entre cargas parciais (ligações de hidrogênio e interações dipolo-dipolo), e forças de dispersão de Londres mais fracas.força intermolecular de interações atrativas que ocorrem entre átomos ou moléculas em uma amostra de uma substância.

A Natureza das Forças Intermoleculares

Lembre-se que uma molécula é definida como uma discreta agregados de átomos ligados suficientemente bem, dirigida a ligação covalente forças para permitir a manter sua individualidade quando a substância é dissolvida, derretido, ou vaporizado. As duas palavras em itálico na frase anterior são importantes. A ligação covalente implica que as forças que atuam entre átomos dentro da molécula (intramolecular) são muito mais fortes do que as que atuam entre moléculas (intermolecular), a propriedade direcional da ligação covalente dá a cada molécula uma forma distintiva que afeta um número de suas propriedades.líquidos e sólidos compostos por moléculas são mantidos juntos por forças de van der Waals (ou intermoleculares), e muitas de suas propriedades refletem esta ligação fraca. Sólidos moleculares tendem a ser moles ou deformáveis, têm pontos de fusão baixos, e são muitas vezes suficientemente voláteis Para evaporar diretamente na fase gasosa. Esta última propriedade muitas vezes dá a tais sólidos um odor distinto. Enquanto o ponto de fusão característico dos metais e sólidos iónicos é de ~1000 °C, a maioria dos sólidos moleculares derretem bem abaixo de ~300 °C. Assim, muitas substâncias correspondentes são líquidas (água) ou gasosas (oxigénio) à temperatura ambiente.

sólidos moleculares também têm relativamente baixa densidade e dureza. Os elementos envolvidos são luz, e as ligações intermoleculares são relativamente longas e, portanto, fracas. Devido à neutralidade de carga das moléculas constituintes, e devido à longa distância entre elas, sólidos moleculares são isoladores elétricos.porque as forças de dispersão e as outras forças de van der Waals aumentam com o número de átomos, as grandes moléculas são geralmente menos voláteis, e têm pontos de fusão mais altos do que as menores. Além disso, à medida que se desce uma coluna na tabela periódica, os elétrons externos estão mais vagamente ligados ao núcleo, aumentando a polarisabilidade do átomo, e, portanto, sua propensão para as interações tipo van der Waals. Este efeito é particularmente evidente no aumento dos pontos de ebulição dos elementos sucessivamente mais pesados dos gases nobres.

Case Study: Phosphorus

the term “molecular solid” may refer not to a certain chemical composition, but to a specific form of a material. Por exemplo, fósforo sólido pode cristalizar em diferentes alótropos chamados de “branco”, “vermelho” e “preto” fósforo.

• fósforo branco forma cristais moleculares compostos por moléculas tetraédricas P4. Um sólido molecular, fósforo branco tem uma densidade relativamente baixa de 1.82 g/cm3 e ponto de fusão de 44,1 °C; é um material macio que pode ser cortado com uma faca.o aquecimento à pressão ambiente a 250 °C ou a exposição à luz solar convertem fósforo branco em fósforo vermelho, no qual os tetraedros P4 já não estão isolados, mas estão ligados por ligações covalentes em cadeias poliméricas.aquecimento de fósforo branco sob altas pressões (GPa) converte-o em fósforo preto, que tem uma estrutura em camadas de grafite.quando o fósforo branco é convertido em fósforo vermelho covalente, a densidade aumenta para 2.2-2.4 g / cm3 e o ponto de fusão para 590 ° C; quando o fósforo branco é transformado no (também covalente) fósforo preto, a densidade torna–se 2,69-3,8 g/cm3 com uma temperatura de fusão ~200 °C.

  ambas as formas de fósforo vermelho e preto são significativamente mais difíceis do que o fósforo branco. Embora o fósforo branco seja um isolador, o alótropo preto, que consiste em camadas que se estendem sobre todo o cristal, conduz a eletricidade. As transições estruturais do fósforo são reversíveis: após a liberação de alta pressão, o fósforo preto gradualmente converte-se no alótropo vermelho, e vaporizando fósforo vermelho a 490 °C em uma atmosfera inerte e condensando o vapor, o fósforo vermelho covalente pode ser transformado de volta no sólido molecular branco.da mesma forma, o arsênico amarelo é um sólido molecular composto por AS4 unidades; é metastável e gradualmente se transforma em arsênico cinza ao aquecer ou iluminar. Certas formas de enxofre e selênio são compostas de unidades S8 ou Se8, e são sólidos moleculares em condições ambientes. No entanto, podem converter-se em alótropos covalentes com cadeias atómicas que se estendem por todo o cristal.a grande maioria dos sólidos moleculares pode ser atribuída a compostos orgânicos contendo carbono e Hidrogénio, tais como hidrocarbonetos (CnHm). Moléculas esféricas consistindo de um número diferente de átomos de carbono, chamados fulerenos, são outra classe importante. Os compostos com hidrogênio (HCl), bem como os calcógenos leves (O2) e os pnictógenos (e.g., N2) são menos numerosos, mas distintos sólidos moleculares são halogéneos (e.g., Cl2) e seus compostos com hidrogênio (e.g., HCl).

  condutividade de sólidos moleculares pode ser induzida por” doping ” fulerenos (por exemplo, C60). Sua forma sólida é um isolador porque todos os elétrons de Valência dos átomos de carbono estão envolvidos nas ligações covalentes dentro das moléculas de carbono individuais. Entretanto, a inserção (intercalante) de átomos de metal alcalino entre as moléculas de fulereno fornece elétrons extras, que podem ser facilmente ionizados a partir dos átomos de metal e tornar o material condutor, e até mesmo supercondutor.

  

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