Ingenieria

El enlace químico en cristales
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7.

Introducción
Cristales iónicos
Cristales covalentes
Grado de Covalencia en el enlace Iónico
Cristales metálicos.
Cristales atómico-moleculares.
Ubicación de materiales en función del
tipo de enlace.
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1. Introducción

• Composición: constitución química de un material
• Estructura: descripción de la “distribuciónatómica”
• Síntesis: Fabricación de los materiales a partir de elementos
naturales o hechos por el hombre
• Procesamiento: modo en el que se conforman los materiales en
componentes útiles y para modificar las propiedades de los distintos
materiales

Las propiedades de un compuesto dependen de

Composición química
Distribución de los átomos
Tipo de enlace

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1. Introducción

1.1. A.Clasificación de los materiales

•
•
•
•
•

Metales y aleaciones
Cerámicos, vidrios y vitrocerámicos
Polímeros
Semiconductores
Materiales Compuestos

CON DIFERENTES
ESTRUCTURAS Y
PROPIEDADES

1.1. B. Clasificación de los materiales: en base a su función

•
•
•
•
•
•
•

Aeroespaciales
Biomédicas
Electrónicas
Tecnología de Energía y Ambiente
Magnéticos
ÓpticosEstructurales

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1. Introducción

1.1. C Clasificación de los materiales en función de su estructura

• Materiales cristalinos
Monocristales (formados por un único cristal)
Policristalinos (formados por muchos cristales o granos)
• Materiales amorfos
1.2. El cristal. Periodicidad

DIAMANTE

Cuarzo, krustallos, (

PIRITA (SULFURO DE HIERRO)

) (frío + goteo)

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1. IntroducciónEl estado cristalino de la materia es el de mayor orden

La principal característica de la estructura cristalina es que es regular y repetitiva

Los cristales suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y con
geometrías definidas

Hábito de un cristal (morfología externa)
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1. Introducción

Un cristal está formado por un conjunto de átomos, iones o moléculas
dispuestos en unorden definido y generado por la repetición periódica de
un grupo o motivo

Materiales cristalinos

Materiales amorfos

GRADOS DE CRISTALINIDAD

MODELO ATÓMICO DE UN CRISTAL

MODELO ATÓMICO DE UN VIDRIO
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1. Introducción

MATERIALES ORGÁNICOS
(CINNAMIDA)
MATERIALES INORGÁNICOS
( -CUARZO)

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1. Introducción

PROTEÍNAS

MATERIALES COVALENTES
(DIAMANTE)

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1.Introducción
1.3. Enlaces químicos en los cristales
La manera como se ordenan los átomos en una estructura cristalina depende

TAMAÑO de los átomos,
Iones o moléculas

FUERZAS DE UNIÓN O TIPO DE ENLACE
Entre estas las partículas estructurales
unidas

ΔG = ΔU+ PΔV- TΔS
A T cte estructura
más estable

más compacta (minimiza V)
Con menor energía interna (U tiene signo negativo).

Laenergía interna de un cristal (en valor absoluto) es la suma de las energías de
enlace, las cuales a la vez, dependen de las fuerzas de atracción y repulsión de los
átomos.
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1. Introducción
1.4. Tipos de sólidos cristalinos en función del tipo de enlace

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COVALENTES

IÓNICOS

METALICOS

MOLECULARES

1. Introducción

partícula

Tipo de enlace

propiedades

EjemplosCovalentes

átomos

Covalente

Duros, altos puntos
de fusión.
Baja conductividad
térmica y eléctrica

Diamante, C
Cuarzo, SiO2

Iónicos

Iones

Iónico

Duros y frágiles.
Altos puntos de
fusión
Conductores de
segunda especie

NaCl

Metálicos

Átomos

Metálico

Altos puntos de
fusión y ebullición
Ductiles y maleables
Alta conductividad
térmica y eléctrica

Cu,Fe, Al, W

Moleculares

Átomos o Fuerzas
moleculas intermoleculares

Bajo puntos de
fusión y ebullición
Baja conductividad
térmica y eléctrica

Ar, hielo, hielo
seco,
metano.. 11

1. Introducción

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Hexagonal close-packed, face-centred cubic, body- centred cubic, simple cubic

2. Sólidos Iónicos

[Ne] 1s1
2
5
17Cl [Ne] 3s 3p
11Na

Na + Cl

Na+ [Ne]
Cl- [Ne]...