Informe 2 Estructuras Cristalinas

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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 atómica en sólidos cristalinos puede 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 en el cuerpo (bcc), cúbica centrada en las caras (fcc) y hexagonal compacta (hcp) que es una variación compacta de la estructura hexagonal simple. Los metales, las aleaciones y determinados materiales cerámicos tienen estructuras cristalinas. Los átomos que pertenecen a un sólido cristalino se pueden representar situándolos en una red tridimensional, que se denomina retículo espacial o cristalino. Este retículo espacial se puede definir como una repetición en el espacio de celdas unitarias.

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Estructuras Cristalinas

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INTRODUCCIN

En el presente informe se sabr que el ordenamiento de tomos desempea un papel importe en la determinacin de la microestructura y del comportamiento del slido.La distribucin atmica en slidos cristalinos puede describirse mediante una red espacial donde se especifican las posiciones atmicas 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 ms comunes son: cbica centrada en el cuerpo (bcc), cbica centrada en las caras (fcc) y hexagonal compacta (hcp) que es una variacin compacta de la estructura hexagonal simple.Los metales, las aleaciones y determinados materiales cermicos tienen estructuras cristalinas.Los tomos que pertenecen a un slido cristalino se pueden representar situndolos en una red tridimensional, que se denomina retculo espacial o cristalino. Este retculo espacial se puede definir como una repeticin en el espacio de celdas unitarias.

OBJETIVOConocer las diferentes estructuras cristalinas, para poder relacionarlas con los distintos metales que abundan, tambin conocer sus tomos por celda, nmero de coordinacin, tipo de enlace, etc.

FUNDAMENTO TEORICOLa estructura cristalina, formada por la distribucin de tomos, iones o molculas, es en realidad la que constituye la base material que forma el cristal. Mientras que la red cristalina refleja el hecho de que el cristal es peridico y por ello, determina la simetra tratada hasta el momento, la estructura del cristal no slo determina su periodicidad, marcada por la red y por la celda unidad de la misma, sino que determina el motivo, es decir, la parte material constituida por tomos, iones y molculas que llenan la citada celda unidad.La estructura fsica de los slidos es consecuencia de la disposicin de los tomos, molculas o iones en el espacio, as como de las fuerzas de interconexin de las partculas: Estado amorfo: Las partculas componentes del slido se agrupan al azar, no tienen una forma exacta. Estado cristalino: Los tomos (molculas o iones) que componen el slido se disponen segn un orden regular. Las partculas se sitan ocupando los nudos o puntos singulares de una red espacial geomtrica tridimensional.La celda unitaria de la mayora de las estructuras cristalinas son paraleleppedos o prismas con tres conjuntos de caras paralelas. Segn el tipo de enlace atmico, los cristales pueden ser de tres tipos:a) Cristales inicos: puntos de fusin elevados, duros y muy frgiles, conductividad elctrica baja y presentan cierta elasticidad. Ej.: NaCl (sal comn)b) Cristales covalentes: Gran dureza y elevada temperatura de fusin. Suelen ser transparentes quebradizos y malos conductores de la electricidad. No sufren deformacin plstica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). Ej.: Diamantec) Cristales metlicos: Opacos y buenos conductores trmicos y elctricos. No son tan duros como los anteriores, aunque si maleables y dctiles. Hierro, estao, cobre Segn la posicin de los tomos en los vrtices de la celda unitaria de la red cristalina existen:a) Redes cbicas sencillas: Los tomos ocupan slo los vrtices de la celda unidad.b) Redes cbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalizan el hierro y el cromo.c) Redes cbicas centradas en las caras (FCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Cristalizan en este tipo de redes el oro, cobre, aluminio, platad) Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal con tomos en los vrtices y cuyas bases tiene un tomo en el centro. En el centro de la celda hay tres tomos ms. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y magnesio.

DESCRIPCION DE ALGUNOS MODELOS DE ESTRUCTURAS CRISTALINASHexagonal Compacta tomos por celda El nmero total de tomos por celdilla es de 6: (en el centro de las bases) + 1x3 (en la capa intermedia) + (en los vrtices del prisma). Nmero de Coordinacin El nmero de coordinacin de la estructura HC es 12, como puede comprobarse fcilmente haciendo recuento del nmero de vecinos del tomo del centro de una base. Fraccin de Empaquetamiento Al igual que ocurre en la CCC. La fraccin de empaquetamiento resulta ser del 74%. Es tambin, por tanto, una estructura de mxima fraccin de empaquetamiento.Los metales que cristalizan en esta forma de estructura son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio.

Monoclnico simplePresenta tres ejes en el espacio, pero solo dos en ngulo recto, con ninguna arista igual como el caso del brax y la sacarosa.

Triclnico simplePresenta tres ejes en el espacio, ninguno en ngulo recto con ninguna arista igual como la cafena.

Celda cubica simpleNumero de tomos por celda: 1Numero de coordinacin: 6Relacin entre la longitud de la arista y el radio del tomo: 2r = aFraccin de empaquetamiento: 52% o 0.52.

Cubica centrada en el cuerpotomos por celda: 2Numero de coordinacin: 8Relacin entre la longitud de arista y el radio del tomo:

Fraccin de empaquetamiento: 68% o 0.68.

ANALISIS Y RESULTADOSMediante el presente trabajo realizado en clase de laboratorio nos hemos podido dar cuenta que: Los diferentes metales poseen sus propias estructuras cristalinas Cada estructura cristalina es una red espacial donde se especifican las posiciones atmicas por medio de una celda unidad que se repite y que posee las propiedades del metal correspondiente. Las partculas componentes del slido se agrupan al azar, no tienen una forma exacta, esto se debe a su estado amorfo.