E2 Formadores, modificadores e intermediários de rede

Tópico

A composição química deste vidro está organizada em diferentes funções que cada óxido constituinte pode desempenhar, a primeira das quais é a de formador de rede: o formador de rede é o óxido capaz de construir, por si só, a rede contínua de tetraedros do vidro já descrita por outro modelo desta montagem, aquele que descreve a estrutura amorfa deste vidro. Um óxido que desempenha esta função de formador de rede permite-lhe estabelecer, entre os seus próprios tetraedros, a conectividade contínua que sustenta toda a rede.

Esta rede contínua construída pelo formador de rede é contrariada pela função do modificador de rede: o modificador de rede é o óxido que, em vez de se juntar a esta rede contínua, a quebra introduzindo um cátion que não faz parte de nenhum tetraedro e, ao fazê-lo, converte o oxigénio que anteriormente ligava dois tetraedros vizinhos num oxigénio não-ligante. O facto de o modificador de rede quebrar mais ligações de ponte nessa rede gera mais oxigénios não-ligantes, fragmentando assim a rede contínua em unidades mais pequenas e menos interligadas.

Entre esses dois papéis opostos encontra-se o intermediário, o óxido, cujo comportamento não é predeterminado, mas depende do contexto composicional do restante do vidro. Como o óxido de alumínio é anfótero, ele pode atuar como formador de rede, adicionando-se à rede contínua quando o restante da composição o permite, ou pode atuar como modificador de rede, rompendo essa mesma rede quando isso não é possível. O fato de a condição desse intermediário ser anfótera, em vez de fixa, significa que seu papel dentro da rede depende da composição do vidro circundante, e não apenas de sua própria natureza química.

Portanto, este modelo, com o formador e o modificador de rede com os quais foi desenvolvido, estabelece que a proporção entre a quantidade de modificador de rede e a quantidade de formador de rede determina, como um todo, o comportamento macroscópico de todo o vidro: uma proporção maior resulta em uma rede mais fragmentada devido ao oxigênio não-ligante, o que já é quantificado por outro modelo neste conjunto — aquele que descreve a estrutura amorfa deste vidro — e também resulta em uma temperatura de fusão aproximada mais baixa. Uma proporção menor resulta em uma rede mais conectada e uma temperatura de fusão aproximada mais alta. Essa mesma proporção modificador-formador é também o que o modelo de Appen usa para estimar a densidade desse vidro a partir de sua composição, e o que outro modelo neste conjunto — aquele que descreve a conectividade da rede desse vidro — usa para descrever em detalhes como essa conectividade é distribuída por toda a rede.

ID:4518