Taller de construccion de modelos de estructuras cristalinas

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  • Publicado : 10 de noviembre de 2010
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TALLER DE CONSTRUCCION DE MODELOS DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS

Introducción:

Los sólidos tienen mucha importancia en ingeniería, ya que estos materiales pueden ser mecánicamente transformados para que obtengan la forma y las dimensiones adecuadas para su uso. Los sólidos pueden ser amorfos o cristalinos, según la estructura que presenten.

En los materiales amorfos, no existe un ordenespecífico en la manera en que se distribuyen las partículas en un material. En el material cristalino, las partículas están acomodadas de tal manera que se han podido encontrar estructuras geométricas en el nivel atómico, las cuales explican las propiedades físicas y mecánicas de los materiales.

La estructura cristalina se da cuando las partículas se encuentran ordenadas, formando un patrón al cualse le denomina red o retículo; presenta ordenamiento de corto y largo alcance, esto es, el ordenamiento de una partícula con respecto a partículas vecinas en el primer caso y en el segundo, en toda la red. Un modelo de red se construye considerando un conjunto de puntos o nodos, los cuales representan las posiciones de los iones, los átomos o las moléculas que lo conforman químicamente.

La redse puede dividir hasta que se llega a una unidad básica, a la cual se denomina celda unitaria y es el menor paralelepípedo que contiene el menor número de partículas que retienen las propiedades generales de toda la red y que al repetirse en el espacio pueden reproducirla.

Existen 7 sistemas cristalinos, los cuales se distinguen por sus constantes cristalográficas: cúbico, hexagonal (trigonalhexagonal), romboédrico (trigonal romboédrico), ortorrómbico, tetragonal, monoclínico y triclínico.

Las constantes cristalográficas son 3 vectores y 3 ángulos. De los vectores solamente se considera la longitud, no la dirección, convirtiéndose en magnitudes escalares, denominadas parámetros de red, los cuales son: aristas (distancia desde un vértice hasta el otro de un eje dentro de una celdaunitaria), señalados con las letras A, B y C y los ángulos entre las aristas que parten de un mismo vértice, señalados con las letras griegas A, B y G.

Objetivos:

Elaborar las estructuras cúbica centrada en las caras y hexagonal compacta, con materiales de fácil adquisición.

Elaborar la estructura cúbica centrada en las caras donde se haga notar el número de coordinación para estaestructura.

Desarrollo experimental:

Observaciones:

La práctica no presento complicaciones en el amado de las partes de la red cristalina indicadas en el manual, sin embargo, al colocar la estructura (cubica centrada en las caras o la hexagonal) muestra del centro de la red cristalina, los huecos llegaban a quedar muy estrechos, lo cual causaba que al intentar unir las partes de la red cristalinaalguna de las piezas se llegaran a romper o despegar.

Fue muy ilustrante la práctica como introducción a la materia ya que se pudieron apreciar tanto las uniones, las estructuras que se forman y los huecos que hay en las estructuras compactas, así como la ilustración del número de coordinación de modo tridimensional.

Cuestionario:

 

a) ¿Cuáles son los estados de agregación de lamateria, y explica el modelo de distribución de partículas que tiene cada uno de ellos?

Los estados de agregación de la materia son: sólidos, líquidos y gaseosos, en un líquido sus átomos se encuentran un poco separadas y su movimiento es fluido, en el caso de los gases sus átomos se encuentran libres y su movimiento es caótico.

Mientras que los átomos de los sólidos o cristales se encuentranjuntos y ordenados de tal manera que se han encontrado estructuras geométricas en dichos cristales.

b) Define al material cristalino y amorfo

El material cristalino posee un ordenamiento de partículas de tal manera que se han encontrado estructuras geométricas a nivel atómico, las cuales explican sus propiedades físicas y mecánicas del material. Por otro lado el material amorfo no posee un...
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