XXV. ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS

CON la imagen que hemos construido de los tres tipos de cristales, ¿qué propiedades podemos esperar de cada uno? En el metal, pletórico de electrones itinerantes, casi libres, esperaríamos que un campo eléctrico pueda mover fácilmente a esas partículas de valencia no amarradas a ningún átomo en particular. Pero esto es lo que caracteriza a un buen conductor eléctrico. Por otro lado, cuando incide un rayo de luz sobre el cristal metálico, los campos electromagnéticos que forman la onda luminosa hacen oscilar a los electrones libres, que generan al acelerarse una radiación reflejada. Por lo tanto, conducen mal la luz al ser buenos reflectores: en otros términos, son opacos. En cuanto a sus propiedades térmicas, podemos esperar que los metales sean buenos conductores del calor, siendo la explicación microscópica semejante: si se aumenta la temperatura en un cierto punto del metal, esto implica aumentar la energía cinética de los electrones menos amarrados, que luego transportan esa energía a todos los confines del cristal. Por otro lado, el amarre metálico proveniente del gas de electrones es poco direccional. Los átomos de la red pueden desplazarse de su posición de mínima energía sin que ésta se altere mucho, ya que el gas de electrones, por decirlo así, se adapta a las nuevas posiciones de los átomos. Esto implica, claro, que los metales se pueden deformar sin llegar a la fractura. Finalmente, y otra vez debido a que el amarre entre iones procede del muy dúctil y poco exigente gas de electrones, se pueden dar muy diversas mezclas de dos metales, sin que dependan fuertemente de las proporciones relativas de cada elemento. De ahí que exista una gran variedad de aleaciones metálicas.

Pensemos ahora en la imagen nuestra de un cristal covalente, en que los electrones de valencia están ocupados en ligar al cristal. No hay en este caso quien transporte la carga o la energía térmica. Si no hay agentes portadores, la información no llega nunca, o al menos tarda mucho en llegar. Resultado neto, los cristales covalentes no son buenos conductores ni de la electricidad ni térmicos: se pueden usar como aislantes. Como dijimos antes, el enlace covalente es muy direccional y por tanto la posición de equilibrio en la red puede ser delicada. Estos sólidos, en consecuencia, no serán dúctiles sino quebradizos. Finalmente, no existe el mecanismo por el cual se reflejaba la luz al incidir en un metal, y podemos esperar que los cristales covalentes sean buenos conductores de la radiación electromagnética, o sea transparente.

Propiedades muy semejantes podemos esperar de los metales iónicos, si acaso alguna diferencia en sus propiedades ópticas y mecánicas. Por ejemplo, cuando incide sobre un cristal iónico una onda electromagnética cuya longitud es mucho mayor que la distancia típica que separa a los iones, tanto el ion positivo como el negativo sienten un campo eléctrico del mismo signo. Pero responden a él de manera contraria y se puede excitar una vibración en la malla cristalina si la frecuencia es la apropiada. A esta frecuencia, el cristal iónico absorbe la luz y ya no es transparente.

¿Quién no ha sentido frío en la mano al tocar una perilla metálica? ¿Quién no ha visto los destellos primorosos de los diamantes? ¿No sabemos que los mejores espejos están metalizados? ¿O que las extensiones eléctricas son en general de cobre, un metal? Todo ello se explica con los modelos para los sólidos que hemos desarrollado.