Estructura Cristalina

Ing. Diego Guillen. MsC

Niveles de Ordenamiento Atómico
OCA-Ordenamiento de Corto Alcance: El orden existe únicamente en la
vecindad inmediata de un átomo o molécula.

H2O Enlaces Covalentes, Waander Waals
Los materiales con OCA, se clasifican como amorfos o no cristalinos

Niveles de Ordenamiento Atómico
OLA-Ordenamiento de Largo Alcance:
• Los átomos adoptan arreglos ordenados.
• Están demanera repetitiva.
• El arreglo periódico genera alrededores
idénticos.

Se da en los materiales que muestran orden a distancias mucho
mayores que la longitud de su enlace. El arreglo se distribuye
por todo el material. Los metales y la mayoría de cerámicos son
cristalinos, algunos polímeros son semicristalinos

Niveles de Ordenamiento Atómico
El ordenamiento atómico en los solidos cristalinosse
pueden describir representando los átomos como puntos de
intersección de una red espacial. Cada punto de la red
espacial tiene un entorno idéntico.

La celda unitaria es el bloque de
átomos que se repite en si
mismo para formar una red
espacial

Sistemas Cristalinos y Redes Bravais
Solo siete diferentes tipos de estructuras cristalinas son
necesarias para crear todas las redes espacialesSistemas Cristalinos y Redes Bravais
De acuerdo a Bravais (1811-1863) catorce celdas unitarias
estándar pueden describir todas las redes posibles.

Los cuatro formas de
celdas unitarias son:
•Sencilla
•Centrada en el cuerpo
•Centrada en las caras
•Centrada en las bases

Tamaño de una Celda Unitaria

Principales Estructuras Cristalinas Metálicas
• La mayoría de los metales puros (aproximadamente90%)

cristalizan al solidificar en tres estructuras cristalinas
compactas:
• Cubica centrado en el cuerpo BCC
• Cubica centrada en las caras FCC
• Hexagonal compacta HCP






Estructura Cubica Centrado en el Cuerpo BCC 


En esta celda unitaria se observa que el átomo central esta
rodeado por ocho vecinos próximos y se dice que su
numero de coordinación es 8.



Estructura Cubica Centrado en elCuerpo BCC 


Relación entre el radio del átomo y el parámetro de la red.

Los átomos de cada vértice
entran en contacto entre sí a lo
largo de la diagonal del cubo

Cromo, Hierro, Molibdeno, Potasio, Sodio, entre otros



Estructura Cubica Centrado en el Cuerpo BCC 


El hierro a 20 C es BCC, con átomos con un radio de 0.124
nm. Calcule la constante de la red a para el vértice del cubo
de lacelda unitaria de hierro. Y el factor de
empaquetamiento.

Resolver para :
Cromo (a=0.289 nm)
Sodio (a=0.429 nm)



Estructura Cubica Centrado en el Cuerpo BCC 


Si los átomos de la celda unitaria BCC se consideran
esféricos, se puede calcular el factor de empaquetamiento
atómico.

Estructura Cubica Centrada en las Caras FCC
• En esta celda unitaria hay un átomo en cada vértice del

cubo y unoen el centro de cada cara. El número de
coordinación para la estructura FCC es 12. Ej. Au, Ag

Estructura Cubica Centrada en las Caras FCC
Relación entre el radio del átomo y el parámetro de la red.

Los átomos se contactan en la
diagonal de la cara, por lo que la
relación de la arista del cubo a y el
radio atómico R es :

Aluminio, Cobre, Oro, Plomo, Níquel, Platino. Entre otros



EstructuraCubica Centrado en el Cuerpo FCC


Estructura Cristalina Hexagonal Compacta HCP
La tercera estructura cristalina mas común en los metales.
Estos no cristalizan con la estructura hexagonal sencilla
porque el factor de empaquetamiento es demasiado bajo.
Los átomos pueden alcanzar una menor energía y una
condición más estable formando una estructura HCP.
1) contribuye
con 1/6 de
átomo y
2) con 1/12Estructura Cristalina Hexagonal Compacta HCP
La relación entre la altura c y el arista de la base del prisma
se conoce como relación c/a y para una estructura HCP
para esferas compactadas al máximo es de 1.633
El número de coordinación es 12. el APF=0.74

Zinc, Magnesio, Cobalto, Titanio, entre
otros

Densidad Volumétrica de las celdas unitarias
Aplicando el modelo de esferas rígidas para la...