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ESTRUCTURAS CRISTANILAS Cuando hablamos de estructuras cristalinas es hablar de las estructuras de estado solido. Los solidos pueden presentarse como solidos cristalinos y amorfos.
Son aquellos que no presentan un ordenamiento en su estructura así comono presentan un ordenamiento cristalino.
Están formados por átomos ordenados de acuerdo a un esquema; este ordenamiento cristalino es repetitivo y constante a lo largo del material.
Los solidos amorfos
Los solidos cristalinos
LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS TAMBIÉN SE CARACTERIZAN POR:
Presenta un arreglo interno ordenado, basado en cristales individuales cada uno con una forma geométrica ordenada.
Los cristales se obtienen como consecuencia de la repetición ordenada y constante de las unidades estructurales( átomos, moléculas y iones.
Al romperse se obtiene caras y planos bien definidos.
Presentan puntos de fusión definidos, al calentarlos suficientemente el cambio de la fase ocurre de una manera abrupta.
CELDAS UNITARIAS
Toda red cristalina se puede estudiar a partir de una pequeña Porción que contenga el patrón de ordenamiento. a esta pequeña porción se le llama CELDA UNITARIA, esta formada por la repetición de ocho átomos.
Los átomos que pertenecen a un sólido cristalino se pueden representar situándolo en una red tridimensional, que se denomina retículo espacial o cristalino.
Solido cristalino Celda unitaria representada por esferas rígidas
Celda unitaria de un retículo cristalino
Existen 14 tipos de celdas unitarias agrupadas 7 sistemas cristalinos
PARAMETROS DE RED
Sistema Cristalino Ejes Ángulos entre ejes Volumen
Cubico a= b = c 90° los tres
Tetragonal a = b # c 90° los tres
Ortorrómbica a # b # c 90° los tres abc
Hexagonal a= b # c dos de 90° y uno de 120° 0.888 c
Monoclínico a # b # c dos de 90° y uno diferente β
abc senβ
Triclínico a # b # c diferentes a 90° (dos diferentes)
β -γ+2cosα cosβ cosγ
RED CRITALINA
• Ordenamiento espacial de átomos y moléculas que se repite sistemáticamente hasta formar un cristal.
TIPOS DE REDES CRISTALINAS
Redes BCC Redes FCC HC
Redes cúbicas sencillas: Los átomos ocupan sólo los vértices de la celda unidad.
Redes cúbicas centradas en el cuerpo (BCC): Es una celdilla unidad cubica que tiene átomos localizados en los ocho vértices y un átomo en el centro. En este caso cristalizan el hierro y el cromo.
Redes cúbicas centradas en las caras (FCC): Es una celdilla unidad geométrica cubica, con los átomos localizados en el vértices del cubo y en los centros de todas las caras del cubo. Cristalizan en este tipo de redes el oro, cobre, aluminio, plata,...
Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal con átomos en los vértices y cuyas bases tiene un átomo en el centro. En el centro de la celda hay tres átomos más. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y magnesio.
1. El radio atómico del níquel CCC es 1.243 Å. Calcular: a) el parámetro de red y b) la densidad del níquel, si se sabe que la masa atómica del níquel es de 58.71 g/mol.
Datos:• N. de Avogadro= 6.02x10 átomos/mol• Átomos/celda =4 átomos (por teoría)• M= 58.71 g/mol• r =1.243 Å
Solución: a) Parámetro de red.
Entonces, sustituyendo los datos en la relación anterior :
b) Densidad.
Cálculo del volumen de celda: como los lados son iguales será .
2. Un metal con una estructura cúbica tiene una densidad de 1.892 g/cm3, un peso atómico de 132.91 g/mol y un parámetro de red de 6.13 Å. Un átomo asociado a cada punto de la red. Determinar la estructura cristalina del metal. Datos: • Densidad=1.892 g/• Masa atómica= 132.91 g/mol• =6.13 Å• # Avogadro=6.02xPara determinar la estructura cristalina y en base a los datos obtenidos, basta con calcular el número de átomos por celda. De la formula de densidad, se tiene