solidos

Estructura de sólidos amorfos
Martín E. Reyes Melo, Moisés Hinojosa Rivera*

Abstract
In this work is discussed the structure of
amorphous solids such as glasses, some plastics,
liquid crystals and quasicrystals. First we describe
how the absence of order is detected using X-ray
diffraction and how the amorphous structure can be
described by the radial distribution curve. Then isbriefly described the structure of common glasses
and both the amorphous and “semi-crystalline”
polymers. Finally we describe the nature of those
very commonly used, but generally unknown,
materials that are the liquid crystals.

como el poliestireno son los ejemplos más
comunes. La figura 1(a) es una representación
bidimensional de un sólido cristalino. La figura 1(b)
representa el mismosólido pero con estructura
amorfa. El dióxido de silicio (SiO2), presenta esta
propiedad según como sea enfriado, cuando es
cristalino forma el cuarzo y cuando es amorfo
forma el vidrio. Los semicristalinos presentan una
parte amorfa y otra cristalina, materiales plásticos
como el polietileno y el polipropileno son ejemplos
típicos.

INTRODUCCIÓN
La forma en que se distribuyen en el espaciolos
átomos o moléculas de un material es determinante
en sus propiedades macroscópicas. La estructura de
las moléculas se fundamenta en los enlaces
químicos, que son las fuerzas que mantienen unidos
a los átomos.
El objetivo del presente trabajo es discutir la
estructura de los sólidos amorfos, de tal manera
que sea accesible sin tener que recurrir a teorías
complejas. Es importante elconocimiento de la
estructura y las razones de su estabilidad para tener
una compresión clara de los materiales de uso
ingenieril que pertenecen a este tipo de sólidos,
entre los que se encuentran el vidrio y los materiales
plásticos.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS
SÓLIDOS AMORFOS
Los materiales en el estado sólido se clasifican
en cristalinos, amorfos o semicristalinos. En loscristalinos, los átomos adoptan arreglos ordenados y
repetitivos; formando estructuras tridimensionales
periódicas; un ejemplo clásico son los metales y sus
aleaciones. En los amorfos no existe ordenamiento
periódico; el vidrio y algunos materiales plásticos

Ingenierías, Octubre-Diciembre 2000, Vol. III, No.9

Fig. 1. (a) Ordenamiento atómico de un cristal de SiO2.
(b) Estructura amorfa de SiO2Desde un punto de vista estructural, los sólidos
amorfos se clasifican según si están compuestos por
redes *tridimensionales no periódicas (vidrio),
moléculas individuales de cadena larga (polímeros
naturales y plásticos) u ordenaciones intermedias
entre estos 2 casos límite (cristales líquidos). La
estructura amorfa carece de ordenamiento de largo
alcance, es decir superior al tamaño delas
*

Doctorado en Ingenierías de Materiales FIME-UANL.

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Estructura de sólidos amorfos

moléculas o unidades repetitivas. Se asignó el
termino “amorfo” a esta estructura antes de que la
difracción de rayos X mostrara que sí existe un
ordenamiento, pero es de corto alcance. La
difracción de rayos X se genera cuando las ondas
incidentes en los planos paralelos de un cristal sereflejan e interfieren de una manera constructiva, lo
que sólo es posible cuando la trayectoria recorrida
por el haz es un múltiplo entero “n” de la longitud
de onda (λ).

corresponde a un material amorfo y muestra
solamente una curva difusa, indicando la ausencia
de planos cristalográficos. En ocasiones aparecen
dos o tres protuberancias difusas en el gráfico, lo
que es evidencia deordenamiento de corto alcance.
Otra manera de describir o visualizar la estructura
amorfa es mediante una curva que muestra la
probabilidad de encontrar un átomo a una cierta
distancia con respecto a otro átomo de referencia.
Se conoce como curva de distribución radial e
indica qué tanto se acerca un material a ser
completamente amorfo o cristalino.

Sen θ

λ
Fig. 2a. Diagrama de rayos X de...