estructura cristalina

FUNDAMENTOS DE MATERIALES

Ing. Pablo A. Pérez Gosende, MSc.

Universidad de Atacama – Departamento de Metalurgia
Fundamentos de Materiales

TEMÁTICAS:
• Enlaces atómicos.
• Estructuras cristalinas.
• Factor de empaquetamiento
atómico.
• Densidad volumétrica

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ENLACES ATÓMICOS
3

¿QUÉ ES UN ENLACEQUÍMICO?


Es el conjunto de fuerzas que mantienen
unidos los átomos cuando forman moléculas o
cristales, así como las fuerzas que mantienen
unidas las moléculas cuando se presentan en
estado sólido o líquido.

¿POR QUÉ SE UNEN
LOS ÁTOMOS?




Los átomos, moléculas e iones se unen entre sí
para lograr la máxima estabilidad.
Se unen utilizando los electrones localizados en
suúltimo nivel de energía (electrones de
valencia).

5

TIPOS DE ENLACES


Atómicos:
 Iónico: metal – no metal.
 Covalente: no metal – no metal.
 Metálico: metales entre sí.



Intermoleculares:
 Fuerzas

de Van de Waals
 Enlaces por puente de hidrógeno

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ESTRUCTURAS

CRISTALINAS
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ARREGLO ATÓMICO

Propiedades
Arreglo atómico
Estructura

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Arreglos atómicos en la materia
Sin orden

Orden de corto alcance

Orden de largo alcance
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Sin orden: Los átomos y moléculas carecen de una arreglo ordenado,

ejemplo los gases se distribuyen aleatoriamente en el espacio disponibleXenón

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Ordenamiento de corto alcance: - es el arreglo espacial de los átomos o

moléculas que se extiende sólo a los vecinos más cercanos de éstos. A
estas estructuras se les denomina estructuras no cristalinas.
En el caso del agua en fase vapor, cada molécula tiene un orden de corto
alcance debido a los enlacescovalentes entre los átomos de hidrógeno y

oxígeno. Sin embargo, las moléculas de agua no tienen una organización
especial entre sí.
Ejemplo: agua en estado vapor, vidrios cerámicos (sílice), polímeros

Sílice

Vapor de agua

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Ordenamiento de largo alcance: El arreglo atómico de largo alcance
abarcaescalas de longitud mucho mayores de 100 nanómetros. Los
átomos o los iones en estos materiales forman un patrón regular y
repetitivo, semejante a una red en tres dimensiones.

Grafeno (compuesto de
carbono densamente
empaquetados)
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Estructura cristalina
 Los materiales sólidos se pueden clasificar de
acuerdo ala regularidad con que los átomos o iones
están ordenados uno con respecto al otro.

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Sólidos cristalinos
 En un material cristalino los átomos se sitúan en una
disposición repetitiva o periódica a lo largo de muchas
distancias atómicas, es decir, existe un orden de largo alcance
tal que, al solidificar elmaterial, los átomos se sitúan según
un patrón tridimensional repetitivo, en el cual cada átomo
está enlazado con su vecino más próximo.
 Todos los metales, muchos cerámicos y algunos polímeros
forman estructuras cristalinas bajo condiciones normales de
solidificación.

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Sólidos cristalinos

Cristal

VidrioUniversidad de Atacama – Departamento de Metalurgia
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Estructura cristalina

Imagen de microscopía electrónica de alta resolución de una nanopartícula de
Hematita (Fe2O3) rodeada por una matriz polimérica de poliestireno.
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El orden atómico de los sólidos cristalinos indica que...