estructuras cristalinas
Páginas: 9 (2046 palabras)
Publicado: 14 de noviembre de 2014
Estructuras Cristalinas
La estructura cristalina, formada por la distribución de átomos, iones o moléculas, es en realidad la que constituye la base material que forma el cristal. Mientras que la red cristalina refleja el hecho de que el cristal es periódico y por ello, determina la simetría tratada hasta el momento, la estructura del cristal no sólo determina su periodicidad, marcada por lared y por la celda unidad de la misma, sino que determina el motivo, es decir, la parte material constituida por átomos, iones y moléculas que llenan la citada celda unidad.
Aunque las estructuras cristalinas de gran complejidad se calculan mediante determinados métodos a partir de las intensidades de las reflexiones de Bragg, en este capítulo se describen las estructuras de algunos compuestossencillos de manera que se alcance una comprensión de ciertos conceptos estructurales elementales.
Un cristal viene definido, en primer lugar, por su composición química y, por tanto, es la relación estequiométrica el factor dominante en una estructura. La influencia de la estequiometria es evidente, por ejemplo, un cristal de ClNa, por ejemplo, no puede tener, en modo alguno, la mismaestructura que la anhidrita (SO4Ca) o que la calcita (CO3Ca) o que un silicato cualquiera, puesto que no sólo los átomos que forman estos cristales son diferentes química y físicamente, sino que sus componentes entran en la fórmula química en relaciones muy distintas.
Tipos o arreglos de las Estructuras Cristalinas
Son comunes tres estructuras de redes cristalinas en los metales:
Estructuracúbica centrada: Formada por un átomo del metal en cada uno de los vértices de un cubo y un átomo en el centro. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro alfa, titanio, tungsteno, molibdeno, niobio, vanadio, cromo, circonio, talio, sodio y potasio.
Estructura cúbica centrada en las caras: Está constituida por un átomo en cada vértice y un átomo en cada cara del cubo. Los metalesque cristalizan en esta estructura son: hierro gama, cobre, plata, platino, oro, plomo y níquel.
Estructura hexagonal compacta: Esta estructura está determinada por un átomo en cada uno de los vértices de un prisma hexagonal, un átomo en las bases del prisma y tres átomos dentro de la celda unitaria. Cada átomo está rodeado por doce átomos y estos están en contacto según los lados de loshexágonos bases del prisma hexagonal.
Los metales que cristalizan en esta forma de estructura son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio.
Defectos Estructurales e imperfecciones cristalinas
Los cristales contienen varios tipos de imperfecciones y defectos, que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas y también influyen en algunas propiedades delos materiales a nivel.
Las imperfecciones se clasifican según su geometría y forma así:
• Defectos puntuales: Son interrupciones localizadas en arreglos atómicos o iónicos. Esta alteración afecta una región donde intervienen varios átomos o iones en una estructura cristalina. Se pueden introducir por ello movimiento de los átomos o iones al aumentar la energía por el calentamiento, por elprocesamiento, por la introducción de impurezas o por dopado.
Se sabe de los siguientes defectos puntuales:
Vacante o Vacancia: Constituye el defecto puntual más simple. Es un hueco creado por la pérdida de un átomo que se encontraba en esa posición. Puede producirse durante la solidificación por perturbaciones locales durante el crecimiento de los cristales. También puede producirse porreordenamientos atómicos en el cristal ya formado como consecuencia de la movilidad de los átomos.
El número de vacantes en equilibrio Nv para una cantidad dada de material, se incrementa con la temperatura de acuerdo a la ecuación:
Donde Nv es el número de vacantes por metro cúbico
N es el número de puntos en la red por metro cúbico
Q es la energía requerida para producir una...
La estructura cristalina, formada por la distribución de átomos, iones o moléculas, es en realidad la que constituye la base material que forma el cristal. Mientras que la red cristalina refleja el hecho de que el cristal es periódico y por ello, determina la simetría tratada hasta el momento, la estructura del cristal no sólo determina su periodicidad, marcada por lared y por la celda unidad de la misma, sino que determina el motivo, es decir, la parte material constituida por átomos, iones y moléculas que llenan la citada celda unidad.
Aunque las estructuras cristalinas de gran complejidad se calculan mediante determinados métodos a partir de las intensidades de las reflexiones de Bragg, en este capítulo se describen las estructuras de algunos compuestossencillos de manera que se alcance una comprensión de ciertos conceptos estructurales elementales.
Un cristal viene definido, en primer lugar, por su composición química y, por tanto, es la relación estequiométrica el factor dominante en una estructura. La influencia de la estequiometria es evidente, por ejemplo, un cristal de ClNa, por ejemplo, no puede tener, en modo alguno, la mismaestructura que la anhidrita (SO4Ca) o que la calcita (CO3Ca) o que un silicato cualquiera, puesto que no sólo los átomos que forman estos cristales son diferentes química y físicamente, sino que sus componentes entran en la fórmula química en relaciones muy distintas.
Tipos o arreglos de las Estructuras Cristalinas
Son comunes tres estructuras de redes cristalinas en los metales:
Estructuracúbica centrada: Formada por un átomo del metal en cada uno de los vértices de un cubo y un átomo en el centro. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro alfa, titanio, tungsteno, molibdeno, niobio, vanadio, cromo, circonio, talio, sodio y potasio.
Estructura cúbica centrada en las caras: Está constituida por un átomo en cada vértice y un átomo en cada cara del cubo. Los metalesque cristalizan en esta estructura son: hierro gama, cobre, plata, platino, oro, plomo y níquel.
Estructura hexagonal compacta: Esta estructura está determinada por un átomo en cada uno de los vértices de un prisma hexagonal, un átomo en las bases del prisma y tres átomos dentro de la celda unitaria. Cada átomo está rodeado por doce átomos y estos están en contacto según los lados de loshexágonos bases del prisma hexagonal.
Los metales que cristalizan en esta forma de estructura son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio.
Defectos Estructurales e imperfecciones cristalinas
Los cristales contienen varios tipos de imperfecciones y defectos, que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas y también influyen en algunas propiedades delos materiales a nivel.
Las imperfecciones se clasifican según su geometría y forma así:
• Defectos puntuales: Son interrupciones localizadas en arreglos atómicos o iónicos. Esta alteración afecta una región donde intervienen varios átomos o iones en una estructura cristalina. Se pueden introducir por ello movimiento de los átomos o iones al aumentar la energía por el calentamiento, por elprocesamiento, por la introducción de impurezas o por dopado.
Se sabe de los siguientes defectos puntuales:
Vacante o Vacancia: Constituye el defecto puntual más simple. Es un hueco creado por la pérdida de un átomo que se encontraba en esa posición. Puede producirse durante la solidificación por perturbaciones locales durante el crecimiento de los cristales. También puede producirse porreordenamientos atómicos en el cristal ya formado como consecuencia de la movilidad de los átomos.
El número de vacantes en equilibrio Nv para una cantidad dada de material, se incrementa con la temperatura de acuerdo a la ecuación:
Donde Nv es el número de vacantes por metro cúbico
N es el número de puntos en la red por metro cúbico
Q es la energía requerida para producir una...
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