Estructuras cristalinas

Consideraciones sobre estructuras representativas

CONSIDERACIONES SOBRE ESTRUCTURAS REPRESENTATIVAS: •En el empacamiento compacto hcp y ccp el número de coordinación es 12 •Los elementos metálicos son los que tienen preferencia por esta estructura, muchos también son bcc •La eficiencia del empacamiento es del 74 % (el 74% del espacio está ocupado) •Se presentan huecos intersticialestetraédricos y octaédricos. Para los tetraédricos r =0.225 (dos por cada esfera) y para los octaédricos r=0.414 (uno por cada esfera) como llegaría usted a este número ?? Inténtelo

Tres vistas del empacamiento cúbico compacto. También aquí se ven 8 huecos tetraédricos y 6 octaédricos alrededor de cada esfera del empacamiento

Algunas estructuras típicas pueden observarse si uno piensa que un tipo deátomos están arreglados en un empacamiento ccp o hcp y que el otro átomo ocupa huecos (la totalidad o una fracción de ellos) T u O

Algunas estructuras binarias que se derivan del llenado de huecos por un tipo de átomo en el arreglo ccp o hcp de otros
CCP Empacamiento cúbico NaCl Sal de roca ZnS Blenda de Zinc (Sphalerite) Na2O Anti-Fluorita CaF2 Fluorita HCP Empacamiento hexagonal NiAsArseniuro de Níquel

Fórmula

Tipo y facción de sitios ocupados Todos los octaédricos La mitad de los tetraédricos (T+ or T-)

AB

ZnS Wurtzita

AB2

Todos los tetraédricos
Todos loa tetraédricos y octaédricos La mitad de los octaédricos (alternando capas de ocupados/vacío La mitad de los octaedricos (arreglo ordenado de mallas) Un tercio de octaedros alternan capas, 2/3 ocupados/vacio

Nose conoce

AB3

Li3Bi

No se conoce

A2B

CdCl2 (cloruro de cadmio)

CdI2 (yoduro de cadmio)

TiO2 (Anatasa)

CaCl2 TiO2 (Rutilo)

A3B

YCl3

BiI3

ESTRUCTURAS DERIVADAS DEL ARREGLO CCP

• Arreglo compacto CCP de Cloros (Cl-) con Na+ ocupando todos los huecos octaedricos.

• La malla es FCC
• El motivo es Cl en (0,0,0) Na en (1/2,0,0) • 4 unidades NaCl por celdaunitaria. • Coordinación 6:6 (octaédrica) • Los cationes y aniones son topológicamente idénticos

•La estructura tipo NaCl es adoptada por sistemas “iónicos covalente e intermetálicos, indistintamente. La mayor parte de los haluros de metales alcalinos la adopta (excepto CsCl, CsBr y CsI) •La adoptan también la mayor parte de los óxidos metálicos y calcogenuros de tierras alcalinas •También laadoptan los nitruros, carburos e hidruros (ZrN, TiC, NaH).

ESTRUCTURAS DE FLUORITA CaF2 Y ANTIFLUORITA Na2O

• Arreglo CCP de Ca2+ con F- en los huecos tetraédricos

• El tipo de malla es FCC
• Motivo: Ca2+ en (0,0,0) y 2F- en (1/4,1/4,1/4) y (3/4,3/4,3/4) • 4 Unidades de CaF2 por celda unitaria Z=4 • La coordinación de Ca2+ en 8 (cúbica y la de F- es 4 (tetraédrica) • En la celda de laantifluorita se invierten las posiciones de cationes y aniones

Estructura de CaF2

Celda tipo B de la fluorita

La estructura de fluorita la adoptan los fluoruros de cationes divalentes grandes, SrCl2, BaCl2 y los óxidos de cationes tetravalentes grandes (Zr, Hf, Ce, Th, U). La antifluorita la adoptan los óxidos y calcogenuros de metales alcalinos

Blenda de zinc

• Arreglo CCP de S2-con iones Zn2+ en la mitad de los huecos tetraédricos (solo T+ o T- llenos) • Tipo de malla FCC

• Z=4, 4 unidades de ZnS por unidad de celda
• Motivo S2- en (0,0,0) Zn2+ en (1/4,1/4,1/4) • Coordinación 4:4 (tetraédrica)

• Los sitios de cationes y aniones son topológicamente idénticos

Estructura de blenda de Zinc

Estructura de Diamante

Estructura basada en blenda de zincEstructura de diamante, Si, Ge

La estructura de blenda de Zinc la adoptan los cationes polarizables Cu+, Ag+, Cd2+, Ga3+ y los aniones, también polarizables, I-, S2-, P3-.

Compuestos típicos de esta estructura: Cu(F,Cl,Br,I), AgI, Zn(S, Se,Te), Ga(P, As), Hg(S, Se, Te).

ESTRUCTURAS DERIVADAS DEL EMPACAMIENTO HEXAGONAL COMPACTO, HCP.
Estructura de arseniuro de níquel

Arreglo hexagonal...