Berthòl·lid

Els berthòl·lids són composts químics no estequiomètrics, és a dir, que no compleixen la llei de les proporcions definides de Joseph Louis Proust. Els composts estequiomètrics s'anomenen també daltònids.

Característiques

Els berthòl·lids són sòlids cristal·lins en els quals un nombre limitat de vacants o llocs intersticials en el reticle cristal·lí poden ser ocupats per àtoms inesperats. Es troben generalment en òxids i sulfurs dels metalls de transició a causa del fet que aquests poden presentar diversos estats d'oxidació. Per exemple l'òxid de ferro (II) té una composició ideal que es representa mitjançant la fórmula FeO, és a dir, que per cada àtom de ferro, Fe, n'hi ha un d'oxigen, O. La seva estructura cristal·lina està formada per un empaquetatge cúbic compacte d'anions O^2- amb tots els buits octaèdrics ocupats per cations Fe²⁺. Però resulta que alguns d'aquests llocs estan vacants, no tenen cations Fe²⁺, i l'electroneutralitat de tot el cristall s'aconsegueix amb la presència de cations Fe³⁺ en altres llocs que compensen l'excés de càrrega negativa. Això dona lloc a berthòlids amb fórmules que van del Fe_0.83O al Fe_0.95O.

El nom de berthòl·lids es deu al químic rus Nikolaj Kurnakow (1860-1941) en record del químic francès Claude Louis Berthollet (1748-1822) que defensava la seva existència enfront de les idees de Proust.

Exemples

Òxid de zinc

A l'òxid de zinc, ZnO, cations extres de zinc, Zn²⁺, poden acomodar-se en alguns dels intersticis del reticle cristal·lí de l'òxid de zinc, i això canvia les propietats dels composts:

• El berthòl·lid Zn_1,0003O_1,0000 és de color taronja i és un semiconductor del tipus n, a causa del fet que alguns dels àtoms de zinc intersticials perden un o dos electrons els quals queden deslocalitzats.
• El daltònid o compost estequiomètric ZnO és blanc i aïllant.

Òxid de titani (IV)

• L'òxid de titani (IV) o TiO₂, el compost estequiomètric, és blanc (s'empra com a pigment), és aïllant del corrent elèctric, és diamagnètic, és molt estable i inert.
• El TiO_1,98, el berthòl·lid, s'obté per reducció parcial del TiO₂ i s'obtenen vacants d'oxigen. El defecte de càrrega negativa es veu compensada amb cations Ti³⁺ que substitueixen els cations Ti⁴⁺ que són els normals. El seu color és cel, és semiconductor i paramagnètic.

Sulfur de coure (I)

En el sulfur de coure (I), de fórmula Cu₂S, és possible l'absència d'alguns cations Cu⁺ que queden compensats per la presència de cations Cu²⁺. Donat que ambdós cations són estables és possible obtenir estequiometries que van des de la ideal, Cu₂S, fins a Cu_1,77S.

Cuprats

També tenim un exemple de berthòl·lid en un material nou, el superconductor ceràmic Yba₂Cu₃O_7−x. La qual composició està entre YBa₂Cu₃O₆ i YBa₂Cu₃O₇, essent aquesta darrera la composició estequiomètrica (x = 0).

Bibliografia

COTTON, F. A. y WILKINSON, G, "Química Inorgánica Avanzada", México, Limusa, 1998