Solución sólida
# Solución sólida

Una solución sólida es una [solución (química)|solución]] en estado sólido de uno o más [soluto]en un solvente. El soluto puede incorporarse dentro de la estructura cristalina del disolvente bien mediante [[Reacción de sustitución|sustitución], reemplazando cada átomo del disolvente por un átomo del soluto (y formará una solución sólida sustitucional), o bien de forma intersticial, encajándose los átomos de soluto dentro del espacio que hay entre los átomos del disolvente. Ambos tipos de solución sólida afectan a las propiedades del material ya que distorsionan, aunque sea poco, la estructura cristalina y porque perturban la homogeneidad física y eléctrica del material disolvente.

## Condiciones de formación de soluciones sólidas sustitucionales (Regla de Hume-Rothery)

Algunas mezclas constituirán fácilmente soluciones sólidas en un determinado rango de concentraciones, mientras que otras mezclas no constituirán nunca soluciones sólidas. La propensión de dos sustancias a formar una solución sólida sustitucional es un asunto complicado que dependerá de las propiedades químicas, cristalográficas y cuánticas de los materiales en cuestión. Por regla general, se pueden formar soluciones sólidas (con solubilidad total) siempre que disolvente y soluto tengan:

* Similar radio atómico (menos del 15 % de diferencia, para tener solubilidad total): Cuanto más similares sean, menor distorsión de red y por tanto mayor solubilidad.
* Igual estructura cristalina.
* Similar electronegatividad: Los metales deben tener poca afinidad electroquímica para formar solución sólida. En caso de tener gran afinidad electroquímica se pierde el carácter metálico y se refuerza el carácter iónico o covalente en la aleación.
* Misma valencia: Si el soluto aporta más electrones a la nube electrónica que el disolvente, se favorece la solubilidad.

## Aplicación industrial

El diagrama de fases de la figura muestra una aleación de dos metales que forman una solución sólida a todas las concentraciones relativas de las dos especies. En este caso, la fase pura de ambos es de idéntica estructura cristalina, y las propiedades similares de los dos elementos permite sustituciones parciales en toda la amplia gama de concentraciones relativas de los dos metales.

Las soluciones sólidas tienen importantes aplicaciones comerciales e industriales, tales como la obtención de mezclas que pueden tener propiedades superiores a las de los materiales puros. Muchas aleaciones de metales son soluciones sólidas. Incluso pequeñas cantidades de soluto pueden afectar a las propiedades físicas y eléctricas del solvente.

## Tipos

Existen 2 tipos de soluciones sólidas:

* Sustitucional: El átomo o ion del soluto, ocupa el lugar de los átomos o iones del solvente
* Intersticial: El átomo o ion del soluto se coloca en el intersticio de la celda unitaria del solvente.
