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Ing. Fredy Velázquez Soto

TIPOS DE SÓLIDOS

• Sólidos cristalinos

– Los átomos, iones o moléculas se empaquetan en un arreglo ordenado• Sólidos covalentes ( diamante, cristales de cuarzo),

sólidos metálicos, sólidos iónicos.

• Sólidos amorfos

– No presentan estructuras ordenadas• Vidrio y hule


SÓLIDOS CRISTALINOS

• Estructura de los sólidos cristalinos– Celda unitaria

• Es la unidad estructural de un sólido cristalino. Mínima unidad que da toda la información acerca de la estructura de un cristal


Estructura de los sólidos cristalinos

Celda unitaria




• La estructura del sólido cristalino se representa mediante la repetición de la celda unidad en las tres direcciones del espacio

Celda

unidadTranslación

eje y

Translación

eje X

Translación

eje Z

Sistemas

cúbico a = b = c a = b = g =90º

tetragonal a = b c a = b = g =90º

ortorrómbico a b c a = b = g =90º

monoclínico a b c a = g =90º b90º

triclínico a b c a b g 90º

hexagonal a = b c a = b =90º g =120º

romboédrico a = b = c a=b= g 90º


Tipos de celdas unitarias


• Empaquetamientos de esferas– Las esferas se empacan de forma distinta. Cada arreglo

distinto presenta un número de coordinación• Empaquetamiento no compacto

– Celda unitaria Celda cúbica simple

– Celda unitaria Celda cúbica centrada en el cuerpo

• Empaquetamiento compacto

– Celda unitaria Celda cúbica centrada en las caras (ABC)

– Celda unitaria Celda hexagonal compacta (ABA)


Celda cúbica simple (sc)

Ejemplos : α-Po, Hg



Celda cúbica simple (sc)Cúbica simple

Nº de coordinación:6

Átomos por celda: 8 vértices*1/8 =1

Relación entre la longitud de arista y el

radio del átomo: 2r = a

Eficacia del empaquetamiento: 52%

52.0

6)r2(

r34

a

r34

V

V3

3

3

3

celda

ocupado====

a

r


Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc)

– Ejemplos: Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba



Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc)

Cúbica centrada en el cuerpo


Átomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2

Relación entre la longitud de arista y el radio del átomo:

4

a 3r =


Cúbica centrada en el cuerpo (BCC): Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba.

b c

b2=a

2+a

2

c2=a

2+b

2=3a

2

c= 4r =(3a2)

1/2

68.0

8

3

)3

r4(

r342

a

r342

V

V

3

3

3

3

celda

ocupado=

=

=

=

Cúbica centrada en el cuerpo


Átomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2

Relación entre la longitud de arista y el radio del átomo:

4

a 3r =


Cúbica centrada en el cuerpo (BCC): Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba.

b c

b2=a

2+a

2

c2=a

2+b

2=3a

2

c= 4r =(3a2)

1/2

68.0

8

3

)3

r4(

r342

a

r342

V

V

3

3

3

3

celda

ocupado=

=

=

=

a

c

b


Celda cúbica centrada en las caras (fcc) (Empaquetamiento

compacto ABC)



Celda cúbica centrada en las caras (fcc)

– Ejemplos: NaCl


Celda cúbica centrada en las caras (fcc)

a

4r



Celda hexagonal compacta (hc) (Empaquetamiento compacto ABA)


Celda hexagonal compacta (hc)

– Ejemplos: Be, Mg, Zn, Cd, Ti



Celda hexagonal compacta (hc)

Hexagonal (h.c.):


Átomos por celda: 2

Para el hexágono (3celdas):

12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos


Parámetros: a = ancho del hexágono

c= altura; distancia entre dos planos

razon axial c/a para esferas en contacto=1.633

Be c/a = 1.58

Cd c/a = 1.88

Hexagonal compacta (h.c): Be, Mg, Zn, Cd, Ti

c

a

Hexagonal (h.c.):


Átomos por celda: 2

Para el hexágono (3celdas):

12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos


Parámetros: a = ancho del hexágono

c= altura; distancia entre dos planos

razon axial c/a para esferas en contacto=1.633

Be c/a = 1.58

Cd c/a = 1.88

Hexagonal compacta (h.c): Be, Mg, Zn, Cd, Ti

c

a


• Tipos de cristales– Cristales iónicos

• Características– La cohesión se debe a enlaces iónicos (50-100 kJ/mol)– Formados por especies cargadas– Aniones y cationes de distinto tamaño

• Propiedades– Duros y quebradizos– Puntos de fusión altos– En estado líquido y fundido son buenos conductores de la

electricidad

• Ejemplos– NaCl, Al2O3, BaCl2, sales y silicatos



• Tipos de cristales

– Cristales covalentes

• Características– La cohesión cristalina se debe únicamente a enlaces

covalentes (100-1000 kJ/mol)

• Propiedades– Duros e incompresibles

– Malos conductores eléctricos y del calor

• Ejemplos– 2 alótropos de carbón (Cgrafito y Cdiamante, cuarzo (SiO2)


Tipos de cristales

– Cristales covalentes– 2 alótropos de carbón C. grafito y C. diamante



Tipos de cristales

– Cristales moleculares• Características

– Formados por moléculas

– Unidos por fuerzas de Vas der Waals (1 kJ/mol) o enlaces por puentes de H

• Propiedades– Blandos, compresibles y deformables

– Puntos de fusión bajos

– Malos conductores del calor y electricidad

• Ejemplos– SO2, I2, H2O(s)


Tipos de cristales

– Cristales metálicos• Características

– Cada punto reticular está formado por un átomo de un metal

– Los electrones se encuentran deslocalizados en todo el cristal

• Propiedades– Resistentes debido a la deslocalización

– Debido a la movilidad de los electrones, buenos conductores de la electricidad

• Ejemplos– Ca, Na, Li

SÓLIDOS AMORFOS

Los átomos o moléculas que lo forman no se encuentran en posiciones fijas del cristal y por tanto, carecen de una distribución tridimensional regular

– Vidrio• Producto de fusión de materiales inorgánicos que se han

enfriado a un estado sólidos sin cristalizar• Sus principales componentes son

– SiO2, NaO2 y B2O3 fundidos

• El color del vidrio es debido a la presencia de iones metálicos– Fe2O3, CuO color verde– UO2 color amarillo– CoO, CuO color azul– Au y Cu color rojo


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