INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
En el presente informe se sabrá que el ordenamiento de átomos desempeña un papel 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.
importe en la determinación de la microestructura y del comportamiento del sólido. La distribució
La distribución n atómiatómica en ca en sólidsólidos os cristalcristalinos puede inos puede descridescribirse mediante una birse mediante una red espacialred espacial donde se especifican las posiciones atómicas por medio de una celda unidad que se repite y donde se especifican las posiciones atómicas por medio de una celda unidad que se repite y que posee las propiedades del metal correspondiente.
que posee las propiedades del metal correspondiente.
En los metales las celdas unidad de las estructuras cristalinas más comunes son: cúbica En los metales las celdas unidad de las estructuras cristalinas más comunes son: cúbica centrad
centrada en a en el cuerpo (bcc), cúbica centrada en las caras (fcc) el cuerpo (bcc), cúbica centrada en las caras (fcc) y hea!onal compacty hea!onal compacta (hcp)a (hcp) que es una "ariación compacta de la estructura hea!onal simple.
que es una "ariación compacta de la estructura hea!onal simple. Los
Los metmetaleales, s, las las alealeaciacioneones s y y detdetermierminadonados s matmateriaeriales les cerácerámicmicos os titienen enen estestructructurasuras cristalinas.
cristalinas.
Los átomos que
Los átomos que pertenepertenecen a cen a un sólido cristaliun sólido cristalino se no se pueden representpueden representar situándolos en unaar situándolos en una red tridimensional, que se denomina ret#culo espacial o cristalino. Este ret#culo espacial se red tridimensional, que se denomina ret#culo espacial o cristalino. Este ret#culo espacial se puede definir como una repetición en el espa
OBJETIVO
$onocer las diferentes estructuras cristalinas, para poder relacionarlas con los distintos metales que abundan, tambi%n conocer sus átomos por celda, número de coordinación, tipo de enlace, etc.
FUNDAMENTO TEORICO
La estructura cristalina, formada por la distribución de átomos, iones o mol%culas, es en realidad la que constituye la base material que forma el cristal. &ientras que la red cristalina refle'a el hecho de que el cristal es periódico y por ello, determina la simetr#a tratada hasta el momento, la estructura del cristal no sólo determina su periodicidad, marcada por la red y por la celda unidad de la misma, sino que determina el moti"o, es decir, la parte material constituida por átomos, iones y mol%culas que llenan la citada celda unidad.
La estructura f#sica de los sólidos es consecuencia de la disposición de los átomos, mol%culas o iones en el espacio, as# como de las fueras de interconeión de las part#culas: • Estado amorfo: Las part#culas componentes del sólido se a!rupan al aar, no tienen una forma eacta.
• Estado cristalino: Los átomos (mol%culas o iones) que componen el sólido se disponen se!ún un orden re!ular. Las part#culas se sitúan ocupando los nudos o puntos sin!ulares de una red espacial !eom%trica tridimensional.
La celda unitaria de la mayor#a de las estructuras cristalinas son paralelep#pedos o prismas con tres con'untos de caras paralelas.
e!ún el tipo de enlace atómico, los cristales pueden ser de tres tipos:
a Cristal!s i"nicos: puntos de fusión ele"ados, duros y muy frá!iles, conducti"idad el%ctrica ba'a y presentan cierta elasticidad. E'.: *a$l (sal común)
# Cristal!s co$al!nt!s: +ran durea y ele"ada temperatura de fusión. uelen ser transparentes quebradios 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 eisten:
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 cristalian 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. $ristalian 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 hea!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 cristalian 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 12 (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 máima 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: <37 o =.<3.
C'#ica c!ntrada !n !l c'!r(o >tomos por celda: 3
*umero de coordinación: ?
9elación entre la lon!itud de arista y el radio del átomo:
;racción de empaquetamiento: /?7 o =./?.
ANA0I.I. 6 RE.U0TADO.
&ediante el presente traba'o realiado en clase de laboratorio nos hemos podido dar cuenta que:
Los diferentes metales poseen sus propias estructuras cristalinas
$ada estructura cristalina es 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.
Las part#culas componentes del sólido se a!rupan al aar, no tienen una forma
