Estructura cristalina

Estructura Cristalina

TEMA 2
ESTRUCTURA CRISTALINA Y AMORFA
1. ESTADO CRISTALINO Y AMORFO
La estructura física de los materiales sólidos, depende principalmente de la disposición
de los átomos, iones o moléculas que constituyen el sólido y de las fuerzas de enlace entre
ellos. La existencia del sólido necesita de la unión de gran cantidad de agrupaciones individuales unidas, de formaestable y permanente. El estudio de estas uniones y la organización
resultante son fundamentales, pues van a condicionar grandemente los comportamientos de los
sólidos. El estado sólido presenta dos formas fundamentales: el estado cristalino y el estado
amorfo.
Si los átomos o iones de un sólido se ordenan en una disposición que se repite en tres
dimensiones, forman un sólido que se dice tieneuna estructura cristalina y nos referiremos a él
como un sólido cristalino o material cristalino, este arreglo o disposición de los átomos desempeña un papel importante en la determinación de la microestructura y del comportamiento
de un material sólido; en los metales este ordenamiento le confiere una ductilidad excepcional,
mientras que en otros materiales lo que produce es una granresistencia. Por el contrario
existen otros sólidos en los que sus estructuras no están compuestas por unidades tridimensionales repetitivas de átomos, que denominaremos sólidos no cristalinos o amorfos, estos sólidos
sin embargo, pueden mostrar algún orden local, ya sea en la forma de poliedros de coordinación regulares o de moléculas de cadena larga; pero carecen del orden de largo alcance propio
de loscristales porque sus subunidades están empaquetadas al azar; el comportamiento heterogéneo de los polímeros, tales como el caucho o hule, el polietileno y el epoxídico, es causado
por variación en el arreglo atómico.
El estado cristalino presenta una cierta regularidad externa que permite la apreciación
de planos y ángulos diedros en su configuración, dando origen a formas poliédricas mas omenos complejas. Por tanto los átomos, iones, moléculas o conjunto de moléculas se repiten

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periódicamente en las tres direcciones del espacio, ocupando posiciones definidas, alrededor
de las cuales pueden efectuar vibraciones.
Para cada sustancia cristalina, los ángulos que forman dos caras son siempre los
mismos, aún cuando varié la forma externa o hábito delcristal (Ley de constancia de los
diedros). Por el contrario el estado amorfo se caracteriza por la irregularidad de forma con
respecto a las direcciones que se puedan considerar.
El estado cristalino presenta variación en las propiedades según la dirección del cristal
que se considere, cosa que no ocurrirá en el estado amorfo, como consecuencia de su irregularidad en la distribución atómica,Fig. 1, en principio por tanto un cristal es un material anisótropo.

Figura 1
Podemos distinguir tres niveles de organización de los átomos: Desordenación. Se
da en los gases y en algunos líquidos, los átomos y moléculas se distribuyen aleatoriamente en
el espacio donde están confinados, careciendo de un arreglo ordenado. Ordenamiento de
corto alcance. El arreglo de los átomos se restringesolamente a átomos circunvecinos. Se
presenta en la mayoría de los polímeros y en algunos cristales cerámicos. Ordenamiento de
largo alcance. Se presenta en los metales, en muchos materiales cerámicos y en ciertos polímeros. Los átomos se encuentran formando un patrón reticular repetitivo denominado celdilla.
Como consecuencia, cada átomo tiene un ordenamiento particular de corto alcance, asícomo
un ordenamiento de largo alcance ya que la celdilla está distribuida de forma uniforme en todo
el material.

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2. ESTRUCTURAS CRISTALINAS
La estructura de los cristales esta caracterizada como ya hemos comentado, por un
apilamiento simétrico de los átomos en el espacio denominado red cristalina, que es propio de
cada elemento. Puesto que la estructura de un...