PROBLEMAS TEMA 1

1. Calcular la densidad y el FEA del Cu (FCC) y del UO2 (con estructura igual al CaF2).

Dibuja la celdilla unidad de cada uno de ellos y explica los resultados.

Datos: Pm (Cu)= 63.54 g/mol, Pm (U4+) = 238 g/mol, Pm (O2-) = 16 g/mol, R (Cu)=

0,1278 nm, R(U4+) = 0,105 nm, R(O2-) = 0,132 nm

Cálculo de densidades y factor de empaquetamiento atómico:

Cu. Estructura del Cobre

Nº de átomos = 4 º Pm (Cu)= 63.54 g/mol RCu= a √2 / 4 V= a3 = (4RCu/√2)3

4 átomos x 63.54 g/mol ρ = ------------------------------------------------------------ = 8,93 g/cm3 (4 x 0,1278 nm /√2)3 x 6.023 1023 átomo/mol FEA= Vátomos/Vcelda = = 0,74

n a

a

4 3 2 43

3

/

n AVcNA

# atoms/unit cell Atomic weight (g/mol)

Volume/unit cell

(cm3/unit cell)Avogadro's number

(6.023 x 1023 atoms/mol)

FEA= Vátomos/Vcelda

UO2

Estructura de óxido de uranio

(NU+4 x P U

4+ ) + (No2- x PO

2-) ρ = ---------------------------------------- V x NA Plano (110)

N de U = 4 N de O = 8 P (U4+) = 238 g/mol, P (O2-) = 16 g/mol, Ru+4 + Ro-2 = a √3/4 ------------- a = 0,547nm V= a3 = 0,164 nm3 = 0,164x10-27 m3 (4 x 238 g/mol) + (8 x 16 g/mol) ρ = -------------------------------------------------------- = 10,93 g/cm3 0,164x10-27 m3 x 6.023 1023 átomo/mol n U

4+ (4/3R3 U

4+ ) + n O2+ (4/3R3

O2+ )

FEA= Vátomos/Vcelda = ------------------------------------------------------- = 0,59 a3

2. El Zinc cristaliza en la red hexagonal compacta, determínense los parámetros de la red

cristalina si su densidad es de 7136 kg/m3, su masa atómica Ma= 65.58 g/mol y la

relación entre parámetros c/a= 3 , las coordenadas de la base estructural, el índice de

coordinación de los átomos de Zn y el FEA de la celdilla.

a=0.27 nm y c= 0.47 nm; IC= 6; FEA= 0.69

3. El policlorotrifluoroetileno (PCTFE) es un termoplástico lineal con monómeros

CF2CFCl.

i. ¿Cuál es el grado de polimerización para una masa molecular promedio en

número de 3400 g/mol? n = 29.19

Pm (Cl)=35.45 g/mol, Pm (F)= 19 g/mol, Pm (C) = 12 g/mol.

ii. Explica el significado de los términos “lineal” y “termoplástico”.

iii. Compara el grado de cristalinidad esperado para ese plástico con el grado de

cristalinidad del Teflón (PTFE) (CF2CF2) justificando tu respuesta. Mayor

cristalinidad: Teflón

iv. ¿Cuál de los dos presentará mayor densidad? ¿por qué? Mayor densidad: Teflón.

4. La distancia entre planos de la familia (200) de la red FCC del Al es de 202.44 pm.

Calcular la constante reticular, el radio atómico, la densidad superficial del plano

compacto (111) y el FEA. Pm (Al)= 26.98 g/mol.

a= 404.88; r= 143.15 pm; d= 63.105 10-23 g/nm2; FEA= O.74

5. Un material compuesto unidireccional epoxi-fibra de Kevlar contiene 60% en volumen

de fibras de Kevlar y 40% de resina epoxi. La densidad de las fibras de Kevlar es de 1,48

g/cm3 mientras que la de la resina epoxi es de 1,20 g/cm3 ¿Cuáles son los porcentajes en

peso de Kevlar y resina en el material compuesto? ¿Cuál es la densidad del material

compuesto?

masafibra = 65% masaepoxi = 35 % ρcompuesto = 1,37 g/ cm3

6. El MgO, que tiene la estructura del cloruro sódico y que posee un parámetro de red de

0.421 nm. Determinar su densidad (másica). Calcula las densidades superficiales

(másicas) de los planos (111) y (110). ¿Qué iones están presentes en cada plano?

Datos: Pm (Mg) = 24.31g/mol y Pm (O)= 16 g/mol.

Densidad: 3590 kg/m3 Densidad (111)= 3.9 10-4 g/m2

Densidad (110)= 6.03 10-4 g/m2

7. Calcular el FEA a Tª ambiente del Fe y del FeO.

Datos: R (Fe)= 0.124 nm, R (Fe2+)= 0.087 nm, R (O2-)=0.132 nm

FEA del Fe = 0.68; FEA del FeO = 0.589

8. El peso molecular promedio en número del poliestireno es de 500000 g/mol. Calcular el

grado de polimerización medio.

n = 4808 meros/cadena