Arreglos atomicos

Con finalidad de estudiar la microestructura y propiedades de un material, es importante conocer sus arreglos de átomos y de iones. En este apartado se explicará la clasificación de los materiales en base a sus arreglos atómicos o iónicos y se describirán los arreglos en los sólidos cristalinos de acuerdo con la estructura de red, base y cristalina.

Orden según alcance:
Los estados de lamateria definen cuatro clases de arreglos atómicos o iónicos:

Carentes de orden:
Si recordamos el concepto de gas monoatómico, como aquel que cuyos átomos no están unidos entre sí, como el argón (Ar) o el plasma que se forma en un tubo de luz fluorescente, podemos observar que los átomos o los iones no tienen arreglo ordenado. Estos materiales llenan todo el espacio disponible en la superficie quelos contiene.

Orden de corto alcance
Cuando el arreglo especial de los átomos sólo se extiende en su vecindad inmediata, el material tiene un orden de corto alcance (SRO). En los vidrios inorgánicos se observa esta peculiaridad. Muchos polímeros muestran también arreglos atómicos de corto alcance.

Orden de largo alcance:
El arreglo atómico de largo alcance (LRO) abarca escalas de longitudmucho mayores de 100 nanómetros. Los átomos o los iones en estos materiales forman un patrón regular y repetitivo, semejante a una red en tres dimensiones. De ahí se derivan los materiales cristalinos. Cuando un material cristalino está formado de un solo cristal grande, se le llama monocristal. La mayoría de los metales y aleaciones, los semiconductores, los cerámicos y algunos polímeros tieneuna estructura cristalina donde los átomos o iones muestran este tipo de alcance de extensiva longitud. Los policristalinos están formados de pequeños cristales y cuantiosos orientados diversamente con respecto al espacio.

Cristales líquidos
Estos materiales, básicamente poliméricos, tienen un orden especial. En función de diferentes estados pueden comportarse como materiales amorfos, ensemejanza a los líquidos. Cuando se someten a cargas eléctricas, como un tipo de estímulo externo, algunas moléculas de polímero se alinean y forma pequeñas regiones que son cristalinas.

Al clarificar las clasificaciones obtenemos el siguiente esquema para algunos tipos de materiales con respecto al orden a nivel atómico.
* Gases monoatómicos
* - Carentes de orden
* Materiales amorfos* - Sin orden de largo alcance
* - Sólo orden de corto alcance
* Cristales Líquidos
* - Orden de corto alcance
* - Orden de largo alcance (sólo en pequeños volúmenes)
* Materiales cristalinos
* -Orden de corto y largo alcance
* -Monocristales
* -Policristalinos

Materiales Amorfos
Los materiales amorfos son caracterizados por el orden de corto alcance, no soncristalinos. El arreglo periódico que caracteriza a la mayoría de los materiales les ayuda a estabilizarse termodinámicamente. Sin embargo, los materiales amorfos carecen te esta particularidad, y tienen a formarse cuando por una u otra razón, la cinética del proceso de obtención de los mismos no permite la formación de los arreglos periódicos. Así por ejemplo, los vidrios, principalmente formadospor cerámicos y poliméricos, son materiales amorfos. Algunos geles poliméricos también pueden considerarse amorfas. La mezcla inusual de sus propiedades arroja átomos irregularmente repetidos en su composición.

En el caso particular, el vidrio de silicato usado comúnmente en automóviles y en ventanas, es obtenido mediante el proceso de vidrio de flotado. Se funden varios ingredientes: sílice,alúmina y óxido de sodio (carbonato de sodio, realmente) en un baño de estaño. Se agregan otros óxidos para regular el proceso de fundición. Por ejemplo, si se somete el vidrio de silicato a altas temperaturas, durante largo tiempo, ascendentes a 1000ºC por ejemplo, pequeñas porciones del vidrio empiezan a cristalizarse formando dispersiones de luz y perdiendo así la transparencia. El proceso...