Minerales: defectos de crecimientos
Páginas: 14 (3370 palabras)
Publicado: 20 de agosto de 2014
CRISTALOQUÍMICA
TEMA 8
EL CRISTAL REAL. DEFECTOS
ÍNDICE
8.1 Introducción
ua
l
8.2 Orden y desorden
8.3 Defectos cristalinos
8.4 Defectos puntuales
asc
8.5 Defectos puntuales y difusión
8.6 Defectos puntuales y color en los cristales y
minerales
sP
8.7 Defectos puntuales y composición química
8.8 Defectos lineales o dislocaciones
8.9 Defectos bidimensionales:defectos de apilamiento
Ce
lia
Ma
rco
8.10 Defectos tridimensionales
1
8.1 INTRODUCCIÓN
La teoría cristalina define al cristal como un ente perfecto, de acuerdo a los
postulados siguientes:
1. Reticular: El cristal es un medio periódico infinito, definido por una red que
corresponde a uno de los 14 tipos de Bravais.
2. Estructural: El cristal posee una estructura atómica cuyasimetría corresponde a
uno de los 230 grupos espaciales.
equilibrio para los cuales la energía es mínima.
ua
l
3. Energético: Los átomos en la estructura cristalina ocupan posiciones de
cambios en su entorno físico y químico.
asc
Sin embargo, desde el momento en que un cristal o mineral se forma está sujeto a
La respuesta del mismo a tales cambios es la adaptación de suestructura y
composición al nuevo entorno. Dichos cambios pueden ser:
Cambios sutiles en la longitud de enlace o transformaciones estructurales mayores
•
Cambios químicos a escala atómica o reacciones que originan nuevas especies
minerales
sP
•
Ma
rco
Muchos minerales se han formado a temperaturas relativamente elevadas.
El estado de alta temperatura se caracteriza por lavariabilidad química y una
Ce
lia
estructura más generalizada
2
8.2 ORDEN Y DESORDEN
•
El orden en un material en estado cristalino se entiende como la distribución regular
y geométrica de los átomos que lo forman.
•
El grado de desorden lo define un factor estadístico llamado entropía:
S = klnω
Ecuación 8.1
ua
l
Donde:
k es la constante de Boltzmann
ln representa ellogaritmo neperiano
Coeficiente de orden de rango largo
asc
ω representa el número de diferentes distribuciones de los átomos en el sistema
sP
Es la diferencia entre la proporción de átomos correctamente colocados y los
colocados incorrectamente, en relación con la estructura perfectamente ordenada.
En la figura puede observarse el concepto de orden. En ella los átomos
Ma
rcocoloreados en rojo ocupan las posiciones α y los átomos coloreados en verde ocupan las
Ce
lia
posiciones β.
Figura 8.1.- Esquema de estructura ordenada
Por el contrario, en la figura 8.2 puede observarse que existen dominios (zonas)
en los que existe el orden indicado en la figura anterior.
3
ua
l
asc
Figura 8.2.- Esquema de estructura con dominios
sPCoeficiente de orden de rango corto
Es la proporción de átomos vecinos más próximos a uno dado correctamente
Ma
rco
colocados.
TIPOS DE DESORDEN
Desorden de posición
•
Todos los átomos en una estructura sufren vibraciones térmicas que pueden
Ce
lia
describirse como desorden de posición sobre un tiempo base.
Figura 8.3.- Esquema mostrando desorden de posición.
Desorden dedistorsión
•
Se produce como consecuencia de la distorsión de los enlaces.
4
Figura 8.4.- Esquema mostrando el desorden distorsional. La probabilidad de que la
ua
l
distorsión de los enlaces sea en el sentido de la figura de la derecha es la misma que en
Desorden de sustitución
•
asc
el de la izquierda. La figura del centro representa el promedio de ambas.
Implica unintercambio de átomos entre dos o más posiciones que se hacen
indistinguibles al aumentar la temperatura, dando lugar a un desorden químico
Ma
rco
sP
donde el contenido químico promedio de cada posición es el mismo.
Ce
lia
Figura 8.5.- Esquema mostrando el desorden de sustitución. La figura 1 muestra la
ocupación de una posición por un tipo de átomos (coloreados en gris) y la...
TEMA 8
EL CRISTAL REAL. DEFECTOS
ÍNDICE
8.1 Introducción
ua
l
8.2 Orden y desorden
8.3 Defectos cristalinos
8.4 Defectos puntuales
asc
8.5 Defectos puntuales y difusión
8.6 Defectos puntuales y color en los cristales y
minerales
sP
8.7 Defectos puntuales y composición química
8.8 Defectos lineales o dislocaciones
8.9 Defectos bidimensionales:defectos de apilamiento
Ce
lia
Ma
rco
8.10 Defectos tridimensionales
1
8.1 INTRODUCCIÓN
La teoría cristalina define al cristal como un ente perfecto, de acuerdo a los
postulados siguientes:
1. Reticular: El cristal es un medio periódico infinito, definido por una red que
corresponde a uno de los 14 tipos de Bravais.
2. Estructural: El cristal posee una estructura atómica cuyasimetría corresponde a
uno de los 230 grupos espaciales.
equilibrio para los cuales la energía es mínima.
ua
l
3. Energético: Los átomos en la estructura cristalina ocupan posiciones de
cambios en su entorno físico y químico.
asc
Sin embargo, desde el momento en que un cristal o mineral se forma está sujeto a
La respuesta del mismo a tales cambios es la adaptación de suestructura y
composición al nuevo entorno. Dichos cambios pueden ser:
Cambios sutiles en la longitud de enlace o transformaciones estructurales mayores
•
Cambios químicos a escala atómica o reacciones que originan nuevas especies
minerales
sP
•
Ma
rco
Muchos minerales se han formado a temperaturas relativamente elevadas.
El estado de alta temperatura se caracteriza por lavariabilidad química y una
Ce
lia
estructura más generalizada
2
8.2 ORDEN Y DESORDEN
•
El orden en un material en estado cristalino se entiende como la distribución regular
y geométrica de los átomos que lo forman.
•
El grado de desorden lo define un factor estadístico llamado entropía:
S = klnω
Ecuación 8.1
ua
l
Donde:
k es la constante de Boltzmann
ln representa ellogaritmo neperiano
Coeficiente de orden de rango largo
asc
ω representa el número de diferentes distribuciones de los átomos en el sistema
sP
Es la diferencia entre la proporción de átomos correctamente colocados y los
colocados incorrectamente, en relación con la estructura perfectamente ordenada.
En la figura puede observarse el concepto de orden. En ella los átomos
Ma
rcocoloreados en rojo ocupan las posiciones α y los átomos coloreados en verde ocupan las
Ce
lia
posiciones β.
Figura 8.1.- Esquema de estructura ordenada
Por el contrario, en la figura 8.2 puede observarse que existen dominios (zonas)
en los que existe el orden indicado en la figura anterior.
3
ua
l
asc
Figura 8.2.- Esquema de estructura con dominios
sPCoeficiente de orden de rango corto
Es la proporción de átomos vecinos más próximos a uno dado correctamente
Ma
rco
colocados.
TIPOS DE DESORDEN
Desorden de posición
•
Todos los átomos en una estructura sufren vibraciones térmicas que pueden
Ce
lia
describirse como desorden de posición sobre un tiempo base.
Figura 8.3.- Esquema mostrando desorden de posición.
Desorden dedistorsión
•
Se produce como consecuencia de la distorsión de los enlaces.
4
Figura 8.4.- Esquema mostrando el desorden distorsional. La probabilidad de que la
ua
l
distorsión de los enlaces sea en el sentido de la figura de la derecha es la misma que en
Desorden de sustitución
•
asc
el de la izquierda. La figura del centro representa el promedio de ambas.
Implica unintercambio de átomos entre dos o más posiciones que se hacen
indistinguibles al aumentar la temperatura, dando lugar a un desorden químico
Ma
rco
sP
donde el contenido químico promedio de cada posición es el mismo.
Ce
lia
Figura 8.5.- Esquema mostrando el desorden de sustitución. La figura 1 muestra la
ocupación de una posición por un tipo de átomos (coloreados en gris) y la...
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