ARREGLOS ATOMICOS E IONICOS

En los distintos estados de la materia, se pueden encontrar 3 clases de arreglos atómicos:
1.- sin orden: los átomos o los iones no tienen un arreglo ordenado, llenando todo el espacio, como por ejemplo: el argon, un gas monoatómico.
2.- orden de corto alcance: los átomos o los iones tienen un orden en las proximidades inmediata del espacio que ocupan como por ejemplo: vapor de agua, nitrógenogaseoso, silicio amorfo y vidrios de silicato.
3.- orden de largo alcance: los átomos o los iones tienen un orden que abarcan distancias mayores a 100 nm formando un patrón regular y repetitivo como por ejemplo la mayoría de los metales y aleaciones, semiconductores, cerámicos y algunos polímeros.
En el orden de largo alcance se encuentran los materiales cristalinos que tienen lascaracterísticas antes mencionadas. Si está formado por un cristal grande se llama monocristal, usados en el área de elctrónica y óptica.
Los materiales policristalinos estan formados por muchos cristales pequeños llamados granos. Los bordes de los cristales pequeños son llamados límites de grano.
Las propiedades de los monocristales dependen de la composición química y de las direcciones cristalográficas, ylas propiedades de los policristalinos dependen de las características físicas y químicas de los granos y los límites de grano.
Los cristales líaquidos son materiales poliméricos que tienen un orden especial. Se comporta como un material amorfo (líquido) pero cuando se le aplica un campo eléctrico o un cambio de temperatura, se forman pequeñas regiones cristalinas. Su aplicación en tecnología esusada en pantallas de cristal líquido.
Material amorfo es todo aquel que tiene un ordenamiento de sus átomos o iones de corto alcance. Su formación se da porque por alguna razón en la cinética de formación de estos, no permite arreglos periódicos.
La técnica de dispersión de neutrones permite investigar el orden de corto alcance en materiales amorfos. Ejemplos de estos son vidrios, vidrios desilicato, vidrios metálicos, silicio amorfo, geles poliméricos o coloidales.
Una red esta conformado por puntos de red con un orden periódico. Los átomos asociados a cada punto son llamados motivo, motif o base. La celda unitaria es la subdivisión más pequeña de la red que conserva las características de ésta.
Existen 7 arreglos llamados sistemas cristalinos, como lo son: cúbico, tetragonal,ortorrómbico, romboédrico, hexagonal, monoclínico y triclínico. Además existen 14 arreglos de puntos de red llamados redes de Bravais, los que estan agrupados en los sitemas cristalinos. Al considerar la base en una red se pueden tener muchas estructuras cristalinas distintas.
Los parámetros de red describen el tamaño y la forma de la celda unitaria, considerando la longitud de las aristas y el ánguloentre ellas.
Para determinar la cantidad de átomos de una celda unitaria es necesario multiplicar la cantidad de átomos por puntos de red y la cantidad de puntos de red por celdas unitarias. Los átomos pueden estar compartidos por celdas unitarias adyacentes.
Las direcciones compactas corresponden a la dirección de los átomos en contacto continuo a lo largo de la celda unitaria. En estructurassimples donde hay un átomo por punto de red, se utilizan estas direcciones para calcular la relación entre el tamaño aparente del átomo y el de la celda unitaria.
El número de coordinación corresponde a la cantidad de átomos que tocan a cierto átomo. Esto se usa para saber cuan compacto y eficiente es el empaquetamiento de los átomos. La estructura SC tiene número de coordinación 6, la BCC tienenúmero de coordinación 8 y la FCC tiene número de coordinación 12, que es la máxima.
El factor de empaquetamiento es el espacio ocupado por cada átomo.
La densidad teórica de un material se puede calcular con las propiedades de su estructura cristalina.
La estructura hexagonal compacta es un arreglo especial de la estructura hexagonal donde la celda unitaria es el prisma oblicuo y su base es...