Rodrigo Ricardo

Reglas de Hume-Rothery: definición y ejemplos

Publicado el 18 marzo, 2022

Soluciones líquidas y sólidas

¿Qué sucede cuando combinas aceite y agua?


El aceite y el agua no se mezclan para formar una solución líquida.
aceite y agua

Como puede ver, el aceite y el agua se separan. Por otro lado, el agua y el etanol no se separan, porque forman una solución líquida.

Así como dos líquidos pueden mezclarse para formar una solución líquida, dos sólidos pueden mezclarse para formar una solución sólida . Por ejemplo, el cobre y el níquel se mezclan para formar una solución sólida. Esto significa que los átomos de cobre y níquel se mezclan por completo sin importar cuánto cobre o níquel haya.

Las reglas de Hume-Rothery

¿Cómo puedes saber si dos sólidos formarán una solución sólida? Un buen lugar para comenzar son las reglas de Hume-Rothery. William Hume-Rothery investigó mezclas de metales y creó estas reglas para predecir si dos elementos pueden formar soluciones sólidas. Las reglas de Hume-Rothery establecen que dos elementos deben ser muy similares entre sí para formar una solución sólida, porque cualquier diferencia puede causar la separación (como en el caso del aceite y el agua). Por lo tanto, los dos elementos deben cumplir todas las condiciones siguientes para poder mezclarse y formar una solución sólida.

  • Tamaño atómico: los radios atómicos de los elementos deben estar dentro de un 15% entre sí.
  • Estructura cristalina: Los dos elementos deben tener la misma estructura cristalina. Esto significa que los átomos de un elemento deben organizarse de la misma manera que los átomos del otro elemento.
  • Electronegatividad: Los dos elementos deben tener valores de electronegatividad similares. La electronegatividad es una medida de la capacidad de un átomo para atraer electrones. Los valores de electronegatividad se pueden encontrar en línea o en libros de química.
  • Valencia: Los dos elementos deben tener la misma valencia, que es una medida de la capacidad de un átomo para combinarse con otros átomos. Los valores de valencia se pueden encontrar en línea o en libros de química.

Si dos elementos siguen todas estas reglas, es probable que formen una solución sólida. Por ejemplo, las mezclas de cobre y níquel, que cumplen con todos estos requisitos, forman soluciones sólidas en todas las proporciones. Las aleaciones de cobre y níquel resultantes se utilizan a menudo en monedas y cascos de barcos debido a su alta resistencia a la corrosión. Por el contrario, el cobre y el cobalto, que tienen diferentes tamaños atómicos y estructuras cristalinas, no cumplen estos requisitos. Las mezclas de cobre y cobalto, por lo tanto, se separan en regiones ricas en cobre y ricas en cobalto en lugar de mezclarse a escala atómica para formar soluciones sólidas.

Resumen de la lección

Así como dos líquidos pueden formar una solución líquida, dos sólidos pueden mezclarse para formar una solución sólida. Las reglas de Hume-Rothery son una excelente manera de predecir si dos elementos formarán una solución sólida. Estas reglas establecen que para poder formar una solución sólida, los dos elementos deben tener tamaños atómicos, estructuras cristalinas, electronegatividades y valencias similares. Las reglas de Hume-Rothery pueden explicar por qué algunas mezclas forman soluciones sólidas mientras que otras no.

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