Estructuras cristalinas y sus defectos

ESTRUCTURAS CRISTALINAS Y DEFECTOS EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA

ARREGLOS ATÓMICOS O IÓNICOS.
Los estados de la materia definen cuatro clases de arreglos atómicos o iónicos:

* Carentes de orden:
Si recordamos el concepto de gas monoatómico, como aquel que cuyos átomos no están unidos entre sí, como el argón (Ar) o el plasma que se forma en un tubo de luz fluorescente, podemos observarque los átomos o los iones no tienen arreglo ordenado. Estos materiales llenan todo el espacio disponible en la superficie que los contiene.

* Orden de corto alcance:
Cuando el arreglo especial de los átomos sólo se extiende en su vecindad inmediata, el material tiene un orden de corto alcance (SRO/OCA). En los vidrios inorgánicos se observa esta peculiaridad. Muchos polímeros muestrantambién arreglos atómicos de corto alcance.

* Orden de largo alcance:
El arreglo atómico de largo alcance (LRO/OLA) abarca escalas 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. De ahí se derivan los materiales cristalinos. Cuando un material cristalino está formado de un solocristal grande, se le llama monocristal. La mayoría de los metales y aleaciones, los semiconductores, los cerámicos y algunos polímeros tiene una estructura cristalina donde los átomos o iones muestran este tipo de alcance de extensiva longitud. Los policristalinos están formados de pequeños cristales y cuantiosos orientados diversamente con respecto al espacio.

RED.
El ordenamiento atómico ensólidos cristalinos se puede describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red tridimensional. Esta red se llama red espacial y puede describirse como un ordenamiento tridimensional finito de puntos.
Cada punto en la red espacial tiene un entorno idéntico. En un cristal ideal la agrupación de puntos de la red alrededor de uno cualquiera es idéntica a la agrupación entorno a otro punto de la red en la red espacial.

CELDA UNITARIA.
Cada red espacial puede describirse especificando la posición de los átomos en una calda unitaria repetitiva. Un grupo de átomos organizados en una disposición determinada en relación unos con otros y asociados con puntos de la red, constituye un motivo o base. La estructura del cristal podría ser entonces definida como lacolección de redes espaciales y bases. El tamaño y forma de una celda puede describirse por tres vectores de la red a, b y c, con origen en un vértice de la celda unitaria. Las longitudes axiales a, b y c y los ángulos interaxiales α, β y γ son las constantes de la red de la celda unitaria.

SISTEMAS CRISTALINOS
Asignando los valores específicos para las longitudes axiales y los ángulosinteraxiales, se pueden construir celdas unitarias de diferentes tipos. Los cristalógrafos han demostrado que solo se necesitan 7 tipos diferentes de celdas unitarias para crear todas las redes. Estos sistemas se muestran de mejor manera en la siguiente tabla.
Muchos de estos sistemas tienen variaciones de celda unitaria básica. Existen cuatro tipos básicos de celdas unitarias: 1) sencilla, 2) centrada enel cuerpo, 3) centrada en las caras y 4) centrada en las bases.
En el sistema cúbico hay tres tipos de celdas unitarias: cúbica sencilla, cúbica centrada en el cuerpo y cúbica centrada en las caras. En el sistema ortorrómbico se encuentran los cuatro tipos. En el sistema tetragonal existen sólo dos: simple y centrado en el cuerpo. La celda unitaria tetragonal centrada en las caras no existe perose puede construir con cuatro celdas unitarias tetragonales centradas en el cuerpo. El sistema monoclínico tiene celdas unitarias simples y centradas en la base, y los sistemas romboédrico, hexagonal y triclínico tienen sólo celdas unitarias simples.
Analizaremos mas a fondo las estructuras cúbicas
* Estructura cúbica centrada en el cuerpo (CCC).- Esta estructura tiene todos sus ejes...