I solidi si possono classificare in base al tipo di legame che unisce le varie particelle del solido stesso, quindi che unisce i vari nodi del reticolo cristallino: solidi molecolari, solidi con legami ad idrogeno, solidi ionici, solidi covalenti.
I solidi molecolari hanno nodi uniti tra loro da legami di Van der Walles e, quindi, di entitĂ relativamente debole. Da questo possiamo affermare che l’energia reticolare è lâenergia necessaria espressa in kj/kmol necessaria per portare una mole di particelle di solido dallo stato ordinato del reticolo ad uno stato di particella indipendente nello spazio. Queste sostanze sono solitamente caratterizzate da proprietĂ quali : bassi punti di fusione, bassa conducibilitĂ elettrica, trasparenza alle radiazioni, plasticitĂ . Alcuni esempi sono Ar(s),CO2(s), HCl(s) o altri acidi alogenidrici, alcuni tipi di polimeri.
I solidi con legami ad idrogeno sono caratterizzati dalla presenza di legami ad idrogeno tra i vari nodi. Ciò comporta un aumento dell’energia reticolare e del punto di fusione ma, spesso, non si hanno grandi differenze di altre caratteristiche fisiche rispetto ai solidi molecolari. Tipico esempio di solido con legami ad idrogeno è il ghiaccio.
Nei solidi ionici i nodi presentano, alternativamente, un catione ed un anione. Ciò comporta la presenza di legami ionici che causano un drastico aumento del punto di fusione e dellâenergia reticolare di questo tipo di solido rispetto a quelli precedentemente citati. Questi solidi presentano proprietĂ di isolanti elettrici (anche se allo stato fuso sono ottimi conduttori), durezza, fragilitĂ /saldabilitĂ , solubilitĂ in solventi polari, trasparenza a radiazioni visibili ed infrarosse.
Nei solidi covalenti i nodi sono uniti da legami covalenti, quindi questo tipo di solido può essere immaginato come una macromolecola. Questo tipo di legame porta ad energie reticolari simili a quelle dei solidi ionici e punti di fusione molto elevati. Questi solidi sono caratterizzati anche da scarsa conducibilità elettrica (eccetto la grafite), trasparenza alle radiazioni UV e visibili, insolubilità in solventi polari o apolari, elevata durezza (ad eccezione della grafite).
Nei solidi metallici il legame tra i vari nodi è costituiti da cationi, uniti tra loro tramite un mare di elettroni, i quali possono scorrere liberamente tra tutti i nodi del solido. Lâenergia reticolare di questi composti risulta essere molto variabile e, pertanto, i punti di fusione dei metalli teneri sono bassi, mentre il punto di fusione dei metalli duri è elevato.
Tutti i metalli comunque hanno caratteristiche fisiche in comune quali:
- alta conducibilitĂ elettrica, che diminuisce allâaumentare della temperatura. La corrente elettrica, costituita da elettroni in movimento, può viaggiare liberamente tra il mare elettronico del metallo.Lâaumento termico agita i nodi cristallini e, di conseguenza, la corrente non riesce a passare agilmente nel mare di elettroni che si urtano tra di loro;
- elevata conducibilitĂ termica;
- malleabilitĂ e duttilitĂ , sono permesse dalla presenza del mare di elettroni.
- opacità alle radiazioni visibili ma lucentezza. Questo fenomeno si può spiegare pensando che la luce può eccitare un elettrone che, a sua volta, potrà rilasciare la stessa radiazione luminosa che lo ha eccitato. Il risultato finale di tale fenomeno è una repulsione della luce incidente;
- capacità di formare leghe: i metalli possono formare leghe, cioè sostituire il catione di un metallo con un altro metallo di dimensioni simili, creando un materiale con nuove caratteristiche fisiche.
