03 Estructuras Cristalinas


Estructura cristalina.

Cristales de NaCl

Los átomos con enlaces covalentes y puente de hidrógeno presentan uniones direccionales (moléculas).
Los átomos enlazados en forma metálica y iónica,adoptan posiciones relativamente fijas, originando estructuras cristalinas en estado sólido (en equilibrio dinámico).
Red espacial: líneas imaginarias que unen los átomos para identificar la estructurasimétrica.
Celda unitaria: unidad más pequeña qué contiene la simetría total del cristal. Se define por bordes y ángulos.

Estructuras básicas en metales:
1 - Cúbica Simple (CS):
1 átomos x celda;
#coordinación = 6
2 - Cúbica centrada en el cuerpo (bcc):
2 átomos x celda;
# coordinación = 8;
F.E.=0,68,
Ej. Fe-α, Fe-δ, Cr, Mo, V.
3 – Cúbica centrada en las caras (fcc):
4 átomos x celda;
#coordinación =12;
F.E.=0,74,
Ej. Fe-γ, Al, Au, Cu, Ag.
4 – Hexagonal compacta (hcp):
6 átomos x celda;
# coordinación = 12;
F.E. = depende de la relación Co/Ao;
Ej. Cd, Mg, Zn.


Ejemplos:
1 -Calcular el factor de empaquetamiento atómico (F.E.) del fcc.
F.E.= Vocupado (Voc.)/Vtotal(Vtot.)
Voc.= 4 ( 4/3 π r3); Vtot.= Ao3 ; en fcc 16r2 = 2 Ao2.
Por lo tanto F.E.=0,74.
2 – Calcular la densidadteórica y el radio atómico del Cu cuyo parámetro de red es 3,615 Ǻ y el peso atómico es 63,5 gr/mol.
D = m/V; m = 4 at * (63,5 gr/mol / 6,023 x 1023 at/mol), V=(3,615)3Ǻ3.
Dcalc.=8,94 Mg/m3. Dreal = 8,93Mg/m3.
Ra= (Ao2/8)½.

Densidad Planar: Dp = #at / área;
Densidad linear: Dl = #at / longitud
Anisotropía: Motivado a las diferencias en sus densidades lineares, el cristal presenta diferentespropiedades en cada dirección.
Ejemplo: en el Fe las direcciones más compactas son las más duras para magnetizar.

Polimorfismo y alotropía:
Fenómeno que presentan ciertos materiales cuando presentanvariaciones en su estructura cristalina, generalmente provocadas por variaciones de temperatura.
Ejemplo: hierro, titanio, etc...




Intersticios:
Espacios vacíos en la estructura cristalina donde pueden...