Informe 2 Estructuras Cristalinas

INTRODUCCIÓN En el presente informe se sabrá que el ordenamiento de átomos desempeña un papel importe en la determinación de la microestructura y del comportamiento del sólido. La distribución distribución atómica atómica en sólidos sólidos cristalinos cristalinos puede describirse describirse mediante una red espacial donde se especifican las posiciones atómicas por medio de una celda unidad que se repite y que posee las propiedades del metal correspondiente. En los metales las celdas unidad de las estructuras cristalinas más comunes son: cúbica centrada centrada en el cuerpo (bcc), cúbica centrada en las caras (fcc) y hea!onal compacta compacta (hcp) que es una "ariación compacta de la estructura hea!onal simple. Los metale metales, s, las aleaci aleacione oness y determi determinado nadoss materia materiales les cerámic cerámicos os tienen tienen estruct estructuras uras cristalinas. Los átomos que pertenecen pertenecen a un sólido cristalino cristalino se pueden representar representar situándolos en una red tridimensional, que se denomina ret#culo espacial o cristalino. Este ret#culo espacial se  puede definir como una repetición en el espacio espa cio de celdas unitarias.

OBJETIVO $onocer las diferentes estructuras cristalinas, para poder relacionarlas con los distintos metales que abundan, tambi%n conocer sus átomos por celda, número de coordinación, tipo de enlace, etc.

FUNDAMENTO TEORICO La estructura cristalina, formada por la distribución de átomos, iones o mol%culas, es en realidad la que constituye la base material que forma el cristal. &ientras que la red cristalina refle'a el hecho de que el cristal es periódico y por ello, determina la simetr#a tratada hasta el momento, la estructura del cristal no sólo determina su periodicidad, marcada por la red y por la celda unidad de la misma, sino que determina el moti"o, es decir, la parte material constituida por átomos, iones y mol%culas que llenan la citada celda unidad. La estructura f#sica de los sólidos es consecuencia de la disposición de los átomos, mol%culas o iones en el espacio, as# como de las fueras de interconeión de las part#culas:

• Estado amorfo: Las part#culas componentes del sólido se a!rupan al aar, no tienen una forma eacta.

• Estado cristalino: Los átomos (mol%culas o iones) que componen el sólido se disponen se!ún un orden re!ular. Las part#culas se sitúan ocupando los nudos o puntos sin!ulares de una red espacial !eom%trica tridimensional. La celda unitaria de la mayor#a de las estructuras cristalinas son paralelep#pedos o prismas con tres con'untos de caras paralelas. e!ún el tipo de enlace atómico, los cristales pueden ser de tres tipos:

a Cristal!s i"nicos:  puntos de fusión ele"ados, duros y muy frá!iles, conducti"idad el%ctrica ba'a y presentan cierta elasticidad. E'.: *a$l (sal común)

# Cristal!s co$al!nt!s: +ran durea y ele"ada temperatura de fusión. uelen ser  transparentes quebradios y malos conductores de la electricidad. *o sufren deformación  plástica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). E'.: iamante

c Cristal!s m!t%licos: -pacos y buenos conductores t%rmicos y el%ctricos. *o son tan duros como los anteriores, aunque si maleables y dúctiles. ierro, estaño, cobre

e!ún la posición de los átomos en los "%rtices de la celda unitaria de la red cristalina eisten:

a R!d!s c&#icas s!ncillas: Los átomos ocupan sólo los "%rtices de la celda unidad. # R!d!s c&#icas c!ntradas !n !l c'!r(o )BCC: Los átomos, además de ocupar los "%rtices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalian el hierro y el cromo.

c R!d!s c&#icas c!ntradas !n las caras )FCC:  Los átomos, además de ocupar los "%rtices, ocupan el centro de cada cara de la celda. $ristalian en este tipo de redes el oro, cobre, aluminio, plata

d R!d!s *!+a,onal!s com(actas )-C: La celda unitaria es un prisma hea!onal con átomos en los "%rtices y cuyas bases tiene un átomo en el centro. En el centro de la celda hay tres átomos más. En este caso cristalian metales como cinc, titanio y ma!nesio.

DE.CRI/CION DE A01UNO. MODE0O. DE E.TRUCTURA. CRI.TA0INA. -!+a,onal Com(acta 2tomos (or c!lda El número total de átomos por celdilla es de /: (en el centro de las bases) 0 12 (en la capa intermedia) 0 (en los "%rtices del prisma).

N&m!ro d! Coordinaci"n El número de coordinación de la estructura $ es 13, como puede comprobarse fácilmente haciendo recuento del número de "ecinos del átomo del centro de una base.

Fracci"n d! Em(a3'!tami!nto 4l i!ual que ocurre en la $$$. La fracción de empaquetamiento resulta ser del 567. Es tambi%n, por tanto, una estructura de máima fracción de empaquetamiento.

0os m!tal!s 3'! cristali4an !n !sta forma d! !str'ct'ra son: titanio, ma!nesio, cinc,  berilio, cobalto, circonio y cadmio.

Monocl5nico sim(l! 8resenta tres e'es en el espacio, pero solo dos en án!ulo recto, con nin!una arista i!ual como el caso del bóra y la sacarosa.

Tricl5nico sim(l! 8resenta tres e'es en el espacio, nin!uno en án!ulo recto con nin!una arista i!ual como la cafe#na.

C!lda c'#ica sim(l!  *umero de átomos por celda: 1  *umero de coordinación: / 9elación entre la lon!itud de la arista y el radio del átomo: 3r  a ;racción de empaquetamiento: