Cristales Moleculares Betty Y Eli n3c3e

CRISTALES MOLECULARES Cristales moleculares: En un cristal molecular, los puntos reticulares están ocupados por moléculas que se mantienen unidas por fuerzas de van der Waals y/o de enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre (SO2) sólido es un ejemplo de un cristal molecular al igual que los cristales de I2, P4 y S8. Con excepción del hielo los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntos como su forma y tamaño lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno son más débiles que los enlaces iónicos o covalentes, los cristales moleculares suelen ser quebradizos y su mayoría se funden a temperaturas menores de 100ºC.

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Cristales moleculares • Características – Formados por moléculas – Unidos por fuerzas de Vas der Waals (1 kJ/mol) o enlaces por puentes de H • Propiedades – Blandos, compresibles y deformables – Puntos de fusión bajos – Malos conductores del calor y electricidad • Ejemplos – SO2, I2, H2O(s)

EJEMPLO

Dióxido de azufre

Nombre (IUPAC) sistemático Óxido de azufre (IV), Dióxido de azufre. General Otros nombres

Anhídrido sulfuroso

Fórmula SO2 semidesarrollada Identificadores Número CAS

n/d

Propiedades físicas Estado agregación

de

Gas

Apariencia

Incoloro

Densidad

1,4 ×103 kg/m3; Expression error: Unrecognised punctuation character "." g/cm3

Masa

64,1 u

Punto de fusión

198 (–75°C)

Punto de ebullición 263 (–10°C) Propiedades químicas Solubilidad agua KPS

en

9,4 g en 100 g de agua n/d

Termoquímica ΔfH0gas

–296,84 kJ/mol

S

248,21 J·mol-1·K-1

0 gas, 1 bar

Riesgos Ingestión

Relativamente poco tóxico, puede causar náuseas, vómitos y esterilidad. Sin datos para exposición a largo plazo.

Inhalación

Irritación extrema.

Piel

Riesgoso comprimido y criogénico.

Ojos

Riesgoso comprimido y criogénico.

Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. Exenciones y referencias

El dióxido de azufre cuya fórmula es SO2 es un gas incoloro con un característico olor asfixiante. Se trata de una sustancia reductora que con el tiempo y en o con el aire y la humedad se convierte en trióxido de azufre. La velocidad de esta reacción en condiciones normales es baja. En agua se disuelve formando una disolución ácida. Puede ser concebido como el anhidruro de un hipotético ácido sulfuroso H2SO3. Esto — en analogía a lo que pasa con el ácido carbónico— es inestable en disoluciones ácidas pero forma sales, los sulfitos y bisulfitos. El dióxido de azufre es un intermedio importante en la producción del ácido sulfúrico. Se forma en la combustión de azufre elemental o sulfuros (p. ej. la pirita FeS2, la wurzita o la blenda (ambos ZnS), la galena PbS, etc.) Luego es oxidado en una segunda etapa al trióxido de azufre (SO3) que puede ser transformado directamente en el ácido sulfúrico. Como catalizador se empleaba antiguamente platino que ha sido sustituido en los sistemas más modernos por pentóxido de vanadio (V2O5) Para su síntesis en el laboratorio es a menudo más conveniente añadir ácido sobre sulfito. El dióxido de azufre tiene propiedades desinfectantes. Por esto fue utilizado durante siglos en la desinfección por ejemplo de las cubas de vino quemando azufre en su interior.

ESPINELAS Son oxidos de formula ideal AB2O4, donde A es un cation divalente y B es un cation trivalente. El oxido MgAl2O4, la espinela, da nombre a esta familia de compuestos. Cuando en una red de iones oxido existe mas de un tipo de ion, o el mismo en diferentes estados de oxidacion, tenemos los denominados oxidos mixtos.

La estructura de la espinela se puede describir como un empaquetamiento cubico compacto de oxigenos con los iones Mg ocupando 1/8 de las posiciones tetraedricas y los iones Al en 1/2 de las posiciones octaedricas:

La mayoria de los libros de texto utilizan esta celda como representacion de la estructura de la espinela: Mg, amarillo; Al, blanco; O, rojo. La celda tiene iones A(II) en una disposicion cubica centrada en las caras (en los vertices y en los centros de las caras). Dentro de ese cubo se encuentran ocho cubos mas pequeños; cuatro de ellos constan de tetraedros AO4 y los otros cuatro cubos tienen iones B(III) y O(-II) en los vertices, formando unidades B4O4. Estas unidades AO4 y B4O4 se distribuyen en la celda de manera simetrica. En la siguiente figura, para mayor claridad, se han representado solo la mitad de los cubos.

A continuacion se muestran las unidades B4O4 y AO4.

Espinelas normales. [A]t[B2]oO4. Las espinelas que acabamos de describir son las mas regulares y se denominan normales. Ejemplos: MgAl2O4; FeAl2O4; MnAl2O4; ZnAl2O4; MgCr2O4; FeCr2O4. Los iones di y tripositivos pueden corresponder al mismo elemento como en el caso de Mn3O4, Co3O4. Ademas de este grupo de espinelas hay otras en las que la localizacion de los iones es diferente. Espinelas inversas. [B]t[A,B]oO4. En estas, las posiciones tetraedricas se encuentran ocupadas por cationes trivalentes y las posiciones octaedricas por iones di y tripositivos. Ejemplos: Fe3O4; MgFe2O4; NiFe2O4; CuFe2O4. Espinelas mixtas. [A1-x Bx]t[AxB1-x B]oO4.

Ejemplo: MnFe2O4 Ademas de las anteriores espinelas con oxidos mixtos de iones A(II), B(III) existen otras con iones con cargas diferentes: • •

A(IV), B(II) Ejemplo Zn2TiO4. A(VI), B(I)

En la descripcion de las espinelas se utiliza el parametro l, denominado factor de inversion, para indicar la fraccion de huecos tetraedricos ocupados por iones trivalente B. Asi: l = 0 en las espinelas normales, l = 1 en las espinelas inversas y 0 < l < 1 en las espinelas mixtas.

ARCILLAS

INTRODUCCIÓN El término arcilla se usa habitualmente con diferentes significados: •

Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales (minerales de la arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades fisico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2 m).

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Desde el punto de vista petrológico la arcilla es una roca sedimentaria, en la mayor parte de los casos de origen detrítico, con características bien definidas. Para un sedimentólogo, arcilla es un término granulométrico, que abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 m.

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Para un ceramista una arcilla es un material natural que cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica. Desde el punto de vista económico las arcillas son un grupo de minerales industriales con diferentes características mineralógicas y genéticas y con distintas propiedades tecnológicas y aplicaciones.

Por tanto, el término arcilla no sólo tiene connotaciones mineralógicas, sino también de tamaño de partícula, en este sentido se consideran arcillas todas las fracciones con un tamaño de grano inferior a 2 m. Según esto todos los filosilicatos pueden considerarse verdaderas arcillas si se encuentran dentro de dicho rango de tamaños, incluso minerales no pertenecientes al grupo de los filosilicatos (cuarzo, feldespatos, etc.) pueden ser considerados partículas arcillosas cuando están incluidos en un sedimento arcilloso y sus tamaños no superan las 2 m. Las arcillas son constituyentes esenciales de gran parte de los suelos y sedimentos debido a que son, en su mayor parte, productos finales de la meteorización de los silicatos que, formados a mayores presiones y temperaturas, en el medio exógeno se hidrolizan.

ESTRUCTURA DE LOS FILOSILICATOS Como veremos, las propiedades de las arcillas son consecuencia de sus características estructurales. Por ello es imprescindible conocer la estructura de los filosilicatos para poder comprender sus propiedades. Las arcillas, al igual que el resto de los filosilicatos, presentan una estructura basada en el apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los grupos tetraédricos (SiO)44- se unen compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión infinita y fórmula (Si 2O5)2-, que constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos. En ellas los tetraedros se distribuyen formando hexágonos. El silicio tetraédrico puede estar, en parte, sustituido por Al3+ o Fe3+. Estas capas tetraédricas se unen a otras octaédricas de tipo gibbsita o brucita. En ellas algunos Al 3+ o Mg2+, pueden estar sustituidos por Fe2+ o Fe3+ y más raramente por Li, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn. El plano de unión entre ambas capas está formado por los oxígenos de los tetraedros que se encontraban sin

compartir con otros tetraedros (oxígenos apicales), y por grupos (OH)- de la capa brucitica o gibsitica, de forma que, en este plano, quede un (OH)- en el centro de cada hexágono formado por 6 oxígenos apicales. El resto de los (OH)- son reemplazados por los oxígenos de los tetraedros (Figura siguiente).

Una unión similar puede ocurrir en la superficie opuesta de la capa octaédrica. Así, los filosilicatos pueden estar formados por dos capas: tetraédrica más octaédrica y se denominan bilaminares, 1:1, o T:O; o bien por tres capas: una octaédrica y dos tetraédricas, denominándose trilaminares, 2:1 o T:O:T. A la unidad formada por la unión de una capa octaédrica más una o dos tetraédricas se la denomina lámina. Si todos los huecos octaédricos están ocupados, la lámina se denomina trioctaédrica (Mg2+ dominante en la capa octaédrica). Si solo están ocupadas dos tercios de las posiciones octaédricas y el tercio restante está vacante, se denomina dioctaédrica (el Al3+ es el catión octaédrico dominante). En algunos filosilicatos (esmectitas, vermiculitas, micas...) las láminas no son eléctricamente neutras debido a las sustituciones de unos cationes por otros de distinta carga. El balance de carga se mantiene por la presencia, en el espacio interlaminar, o espacio existente entre dos láminas consecutivas, de cationes (como por ejemplo en el grupo de las micas), cationes hidratados (como en las vermiculitas y esmectitas) o grupos hidroxilo coordinados octaédricamente, similares a las capas octaédricas, como sucede en las cloritas. A éstas últimas también se las denomina T:O:T:O o 2:1:1. La unidad formada por una lámina más la interlámina es la unidad estructural. Los cationes interlaminares más frecuentes son alcalinos (Na y K) o alcalinotérreos (Mg y Ca). Las fuerzas que unen las diferentes unidades estructurales son más débiles que las existentes entre los iones de una misma lámina, por ese motivo los filosilicatos tienen una clara dirección de exfoliación, paralela a las láminas. También pertenecen a este grupo de minerales la sepiolita y la paligorskita, a pesar de presentar diferencias estructurales con el resto de los filosilicatos. Estructuralmente están formadas por láminas discontinuas de tipo mica. A diferencia del resto de los filosilicatos, que son laminares, éstos tienen hábito fibroso (figura siguiente), ya que la capa basal de oxígenos es continua, pero los oxígenos apicales sufren una inversión periódica cada 8 posiciones octaédricas (sepiolita) o cada 5 posiciones (paligorskita). Esta inversión da lugar a la interrupción de la capa octaédrica que es discontinua.

CLASIFICACION Los filosilicatos se clasifican atendiendo a que sean bilaminares o trilaminares y dioctaédricos o trioctaédricos (Tabla siguiente). Como puede verse pertenecen a los filosilicatos grupos de minerales tan importantes como las micas y las arcillas.

DIOCTAÉDRICOS

TRIOCTAÉDRICOS Caolinita

BILAMINARES

CANDITAS

T:O 1:1

Nacrita

Antigorita SERPENTINA

Lizardita

Halloisita

Bertierina

Talco Montmorillonita

ESMECTITAS

Beidellita

X=0 Saponita

ESMECTITAS

X=0

X = 0,2-0,6

Hectorita

Nontronita

T:O:T 2:1

Crisotilo

Dickita

Pirofilita

TRILAMINARES

CARGA

Vermiculitas

Vermiculitas

X = 0,6-0,9

Illitas

X = 0,9 Moscovita

Biotita

X=1

MICAS

Paragonita

MICAS

Flogopita Lepidolita

T:O.T:O

CLORITAS

2:1:1 FIBROSOS

Paligorskita

Sepiolita

PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades fisicoquímicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de: * Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 m)  Su morfología laminar (filosilicatos) * Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar. Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado del área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevada proporción sólido/líquido y son capaces en algunos casos de hinchar, con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas. Por otra parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, como ya se ha citado, con la entrada en el espacio interlaminar de cationes débilmente ligados y con estado variable de hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente mediante la puesta en o de la arcilla con una solución saturada en otros cationes, a esta propiedad se la conoce como capacidad de intercambio catiónico y es también la base de multitud de aplicaciones industriales. •

Superficie específica

La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g. Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad. A continuación se muestran algunos ejemplos de superficies específicas de arcillas: Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2/g Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2/g Halloisita hasta 60 m2/g Illita hasta 50 m2/g Montmorillonita 80-300 m2/g Sepiolita 100-240 m2/g Paligorskita 100-200 m2/g

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Capacidad de Intercambio catiónico

Es una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes. La capacidad de intercambio catiónico (CEC) se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral. Estas cargas negativas pueden ser generadas de tres formas diferentes: * Sustituciones isomórficas dentro de la estructura. * Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas. * Disociación de los grupos hidroxilos accesibles. El primer tipo es conocido como carga permanente y supone un 80 % de la carga neta de la partícula; además es independiente de las condiciones de pH y actividad iónica del medio. Los dos últimos tipos de origen varían en función del pH y de la actividad iónica. Corresponden a bordes cristalinos, químicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la lámina. A continuación se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catiónico (en meq/100 g):

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Caolinita: Halloisita: Illita: Clorita: Vermiculita: Montmorillonita: Sepiolita-paligorskita: 20-35 Capacidad de absorción

3-5 10-40 10-50 10-50 100-200 80-200

Algunas arcillas encuentran su principal campo de aplicación en el sector de los absorbentes ya que pueden absorber agua u otras moléculas en el espacio interlaminar (esmectitas) o en los canales estructurales (sepiolita y paligorskita). La capacidad de absorción está directamente relacionada con las características texturales (superficie específica y porosidad) y se puede hablar de dos tipos de procesos que difícilmente se dan de forma aislada: absorción (cuando se trata fundamentalmente de procesos físicos como la retención por capilaridad) y adsorción (cuando existe una interacción de tipo químico entre el adsorbente, en este caso la arcilla, y el líquido o gas adsorbido, denominado adsorbato). La capacidad de adsorción se expresa en porcentaje de absorbato con respecto a la masa y depende, para una misma arcilla, de la sustancia de que se trate. La absorción de agua de arcillas absorbentes es mayor del 100% con respecto al peso. •

Hidratación e hinchamiento

La hidratación y deshidratación del espacio interlaminar son propiedades características de las esmectitas, y cuya importancia es crucial en los diferentes usos industriales. Aunque hidratación y deshidratación ocurren con independencia del tipo de catión de cambio presente, el grado de hidratación sí está ligado a la naturaleza del catión interlaminar y a la carga de la lámina. La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atracción electrostática catiónlámina y la energía de hidratación del catión. A medida que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras. Cuando el catión interlaminar es el sodio, las esmectitas tienen una gran capacidad de

hinchamiento, pudiendo llegar a producirse la completa disociación de cristales individuales de esmectita, teniendo como resultado un alto grado de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades coloidales. Si por el contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su capacidad de hinchamiento será mucho más reducida. •

Plasticidad

Las arcillas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas. La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia, nuevamente, de su morfología laminar, tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de hinchamiento. Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una separación arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o viscoso (Jiménez Salas, et al. , 1975). La relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad ofrece una gran información sobre la composición granulométrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una gran variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso para un mismo mineral arcilloso, en función del catión de cambio. En gran parte, esta variación se debe a la diferencia en el tamaño de partícula y al grado de perfección del cristal. En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material.

POLIMORFISMO POLIMORFISMO Y ENANTIOMERÍA La enantiomería y el polimorfismo son dos temas fundamentales que hay que considerar en la elaboración de medicamentos. Así, trabajar con la forma activa del fármaco, permite obtener productos con la menor dosis terapéutica posible y la mayor efectividad farmacológica Los enantiómeros son estereoisómeros, isómeros con la misma composición química , pero que difieren únicamente en el arreglo espacial de sus átomos. Si las moléculas son imágenes especulares no superponibles son enantiómeros. Cuando los estereoisomeros no son enantiómeros, se denominan diasteroisómeros. Se están investigando y realizando síntesis orgánicas enantioselectivas, y la ventajas con respecto al uso de las mezclas racémicas reside en la disminución de la dosis y la reducción de los efectos adversos o tóxicos. Así se logran productos con la máxima capacidad terapéutica. POLIMORFISMO Las sustancias pueden existir en más de una forma cristalina, a esto se llama polimorfismo. Es una propiedad del estado sólido. El 90 % de los principios activos son sólidos. 1/3 de los compuestos orgánicos conocidos presenta Polimorfismo En el estado cristalino, las moléculas presentan un alto orden estructural dando una unidad tridimensional llamada unidad de celda o celda unitaria. La estructura total del cristal es generada por la repetición periódica de esa unidad de celda. En general, en las sustancias farmacéuticas, estas unidades están constituidas por más de una molécula. Se definen 7 tipos fundamentales de celdas unitarias: Monoclínico; Triclínico; Tetragonal; Hexagonal; Cúbico; Romboidal; Ortorrómbico. La unidad de celda cuando se repite en las tres dimensiones del espacio, va generando un cristal más grande hasta que se forma la estructura macroscópica de ese cristal, es decir su aspecto externo, llamado el hábito cristalino. Por ejemplo, los cristales pueden tener hábitos que se denominan como tabulares, laminares, prismáticos, aciculares, cúbicos, en forma de platillo, etc. Lo fundamental es que el tipo de polimorfo está definido por la unidad de celda. Ej. Paracetamol: Monoclinico: estable en condiciones de P y T ambiente. Ortorrombico: donde las moléculas tienen otra conformación espacialdando origen a un empaque más comprimidoy de mayor densidad . Los siete sistemas cristalinos, no necesariamente tienen una posición absoluta, sino que tienen diferentes orientaciones dadas por los vectores de traslación, es así que estos siete sistemas van a dar origen a las catorce Redes de Bravais. Por cristalografía, estas catorce redes dan origen a 32 clases de simetría y a 230 grupos espaciales cristalográficos. Grupo espacial cristalográfico: es el conjunto de operaciones geométricas que describen como se repite en forma tridimensional la unidad de celda que da lugar a la estructura cristalina externa.

Las distintas estructuras cristalinas ejercen fuertes efectos sobre los diferentes parámetros fisicoquímicos: solubilidad, volumen molar, capacidad calorífica, conductividad, densidad; viscosidad, tensión superficial, difusibilidad, dureza del cristal, forma del cristal y color, velocidad de disolución, entre otras. Todas estas propiedades están determinadas por la naturaleza del estado cristalino.

PSEUDOPOLIMORFOS

La forma solvatada de un fármaco es una entidad sólida en la cual una molécula de un disolvente es incorporado en relación estequiométrica en el retículo cristalino junto a las del principio activo. Así es que tenemos, solvatos, cuando se trata de un solvente de recristalización (benceno, hexano, n-propanol, etanol, acetato de etilo, etc.) e, hidratos, cuando se trata de moléculas de agua. Los hidratos y solvatos, por deshidratación pueden o no mantener la estructura cristalina. El solvente, generalmente de recristalización, queda retenido dentro de la red por uniones puentes de hidrógeno o fuerzas de Van Der Waals. Estos compuestos se encuentran en la literatura como pseudopolimorfos. FORMAS AMORFAS Tenemos dos grandes grupos de sólidos, los cristalinos y los amorfos. Los amorfos carecen de un orden cristalino. Son formas NO cristalinas. La ausencia de energías de red estabilizantes, causa que la energía interna molar o entalpía molar de las formas amorfas sea mayor que la del estado cristalino. La ausencia de un orden, provoca que la entropía molar de las formas amorfas exceda la del estado cristalino. Por ello, tendremos una baja estabilidad y una alta reactividad, como consecuencia de una mayor energía libre de Gibbs. Los sólidos amorfos suelen ser hasta 1000 veces más solubles que las formas cristalinas. Las formas amorfas son las preferidas en la preparación de inyectables, que deben ser reconstituidas, debido a las diferencias en las velocidades de disolución. SISTEMAS ENANTIOTRÓPICOS Cuando el cambio de una forma cristalina a otra es de carácter reversible, esta asociado a un evento endotérmico y estamos en presencia de una relación enantiotrópica, gobernada desde el punto de vista termodinámico por las respectivas energías libres, que en las condiciones normales de presión son expresadas por la ecuación de Gibbs : ΔG= ΔH – T. ΔS para cada polimorfo. H: entalpía S: entropía. La temperatura de transición es muy importante, porque es la temperatura a la cual un polimorfo se transforma en otro, al estado sólido. Esto puede darse en las distintas etapas de elaboración de un producto farmacéutico, por ejemplo, por el calor recibido durante la molienda, el granulado o el almacenamiento. Por lo tanto es necesario saber cuales son las condiciones de interconversión, para lograr una fórmula estable. El polimorfo elegido para formular debe ser adecuado en cuanto a solubilidad, estabilidad y biodisponibilidad. La presencia de polimorfos desconocidos en una formulación puede provocar variaciones inaceptables en las dosis istradas. Por otra parte existen casos en los que el uso de polimorfos con actividad termodinámica significativamente mayor que la forma estable, permite alcanzar niveles terapéuticos de drogas que, de otro modo, serian inactivas.

SISTEMAS MONOTRÓPICOS

Si el cambio de la forma cristalina se produce en una sola dirección, es decir, en forma irreversible, estamos frente a un evento exotérmico, en los termogramas se pueden observar con mucha precisión los cambios polimorficos. Desde el punto de vista termodinámico, siempre el cristal pasa de una forma menos estable a una forma más estable. Desde el punto de vista farmacéutico, no siempre la forma más estable es la deseada, ya que al tener mayor estabilidad termodinámica es menos soluble, y en consecuencia será menos biodisponible. Recordemos que las transiciones, en los sistemas enantiotrópicos son reversibles, por ello pueden ocurrir en ambos sentidos, del mas estable al menos estable o viceversa, todo depende de la droga en cuestión y a que factores de temperatura está expuesta. MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE POLIMORFOS PUNTO DE FUSIÓN. MÉTODOS DE ANÁLISIS TÉRMICO: Análisis térmico diferencial (DTA). Calorimetría diferencial de barrido (DSC). Análisis termogravimétrico (TG) DIFRACTOMETRÍA DE RAYOS X MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS: IR. las muestras en nujol o en kbr RMN con 13 c. al estado sólido y de solución. Espectroscopia Raman TÉCNICAS MICROSCÓPICAS Microscopía electrónica de barrido Termomicroscopía DETERMINACIÓN DE LAS SOLUBILIDADES Y PERFIL DE SOLUBILIDAD EN FUNCIÓN DEL PH DETERMINAR EL INDICE DE REFRACCIÓN DEL CRISTAL.

CLORURO DE CESIO

Los sólidos iónicos Los compuestos iónicos suelen presentar una serie de características físicas que los distinguen de los covalentes. Así, los sólidos iónicos como el cloruro sódico y el nitrato de potasio tienen puntos de fusión moderadamente altos y son solubles en disolventes polares, en particular en agua. Sin embargo existen excepciones como el CaF2 el cual presenta un elevado punto de fusión pero es insoluble en agua. Los compuestos iónicos también presentan una baja conductividad eléctrica en el estado sólido pero se hacen buenos conductores de la electricidad cuando se funden o cuando se disuelven en disolventes polares como el agua. Los sólidos iónicos presentan estructuras con bajos números de coordinación, a diferencia de los sólidos metálicos, lo que explica su menor densidad. De hecho, la distinción entre un sólido iónico y uno covalente puede establecerse en función del número de coordinación, al que puede llegarse de forma experimental mediante técnicas de difracción de rayos X. Sin embargo, algunos sólidos covalentes como el diamante presentan también bajos números de coordinación, por lo que es necesario un criterio más específico para establecer un sólido como iónico. La clasificación de un sólido como iónico se basa en la comparación de sus propiedades con las que predice el modelo iónico. Este es un modelo límite del enlace entre átomos y se basa en considerar al sólido formado por una red de esferas cargadas con signos opuestos y que interaccionan entre sí mediante fuerzas de tipo coulombianas. Si los parámetros termodinámicos calculados para el sólido empleando el modelo iónico coinciden con los determinados experimentalmente, entonces el sólido presenta naturaleza iónica. No obstante, hay que indicar que en algunos casos particulares esta coincidencia numérica no implica siempre la existencia de un enlace iónico. Estructuras características de los sólidos iónicos Las estructuras que se describen en este apartado son los modelos que describen a un gran número de sólidos iónicos. Por ejemplo, la estructura de la sal de roca, que toma su nombre de la forma mineral del NaCl, es característica de muchos otros sólidos iónicos. Muchas de las estructuras pueden considerarse constituidas por redes formadas por iones positivos y negativos en las que se maximizan las fuerzas atractivas entre iones de signos opuestos y se minimizan las fuerzas repulsivas entre iones de la misma carga.

La estructura del cloruro de cesio

Esta estructura es menos común que la del cloruro de sodio y la presentan los compuestos como el CsCl, CsBr y CsI, así como otros compuestos formados por iones de radios similares a estos como los haluros de amonio (excepto el NH4Br). La estructura del cloruro de cesio presenta una celda unidad cúbica en la que cada vértice está ocupado por el anión y el centro del cubo se ocupa por el catión, o viceversa (Figura 7) (o viceversa), lo que conduce a una coordinación (8,8).

Figura 7. Estructura del CsCl La longitud del lado del cubo es de 4.11 Å.