Ing. Fredy Velázquez Soto

Transcripción

1 Ing. Fredy Velázquez Soto

2 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 Ing. Fredy Velázquez Soto

3 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 Ing. Fredy Velázquez Soto

4 Estructura de los sólidos cristalinos Celda unitaria Ing. Fredy Velázquez Soto

5 La estructura del sólido cristalino se representa mediante la repetición de la celda unidad en las tres direcciones del espacio Celda unidad Translación eje y Translación eje X Translación eje Z

6 Tipos de celdas unitarias SÓLIDOS CRISTALINOS 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 b 90º 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

7 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)

8 Celda cúbica simple (sc) Ejemplos : α-po, Hg Ing. Fredy Velázquez Soto

9 Celda cúbica simple (sc) Cúbica simple r 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% a V ocupado V celda = r 4 3 a 3 = r 3 (2r) 3 = =

10 Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc) Ejemplos: Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba Ing. Fredy Velázquez Soto

11 Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc) c c c b a b 2 =a 2 +a 2 c 2 =a 2 +b 2 =3a 2 c= b 2 4r =a =(3a 2 +a 2 2 ) 1/2 b b c 2 =a 2 +b 2 =3a 2 c= 4r =(3a 2 ) 1/2 Cúbica centrada en el cuerpo Nº de coordinación:8 Nº de coordinación:8 Átomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2 Átomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2 Relación entre la longitud de arista y el radio del átomo: Relación entre la longitud de arista y el radio del r = 3 a 4 r = Cúbica centrada en el cuerpo 3 a 4 Eficacia del empaquetamiento: 68% r V Eficacia 2del empaquetamiento: 3 ocupado r 68% 3 = = 3 V a ( 4r = 3 celda V 3 ) 8 3 ocupado r r = = 3 V a ( 4r 3 celda ) 3 = = 8 =

12 Celda cúbica centrada en las caras (fcc) (Empaquetamiento compacto ABC) Ing. Fredy Velázquez Soto

13 Celda cúbica centrada en las caras (fcc) Ejemplos: NaCl SÓLIDOS CRISTALINOS

14 Celda cúbica centrada en las caras (fcc) SÓLIDOS CRISTALINOS 4r a Ing. Fredy Velázquez Soto

15 Celda hexagonal compacta (hc) (Empaquetamiento compacto ABA)

16 Celda hexagonal compacta (hc) Ejemplos: Be, Mg, Zn, Cd, Ti SÓLIDOS CRISTALINOS Ing. Fredy Velázquez Soto

17 Celda hexagonal compacta (hc) SÓLIDOS CRISTALINOS Hexagonal (h.c.): a a c c Hexagonal (h.c.): Nº de coordinación:12 Átomos por celda: 2 Nº de coordinación:12 Para el hexágono (3celdas): Átomos por celda: 2 Para el hexágono (3celdas): 12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos 12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos Eficacia del empaquetamiento: 74% Eficacia del empaquetamiento: 74% Parámetros: a = ancho del hexágono Parámetros: a = ancho del hexágono c= altura; distancia entre dos planos c= altura; distancia entre dos planos razon axial c/a para esferas en contacto=1.633

18 Tipos de cristales Cristales iónicos Características La cohesión se debe a enlaces iónicos ( 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, Al 2 O 3, BaCl 2, sales y silicatos Ing. Fredy Velázquez Soto

19 Tipos de cristales Cristales covalentes Características SÓLIDOS CRISTALINOS La cohesión cristalina se debe únicamente a enlaces covalentes ( kj/mol) Propiedades Duros e incompresibles Malos conductores eléctricos y del calor Ejemplos 2 alótropos de carbón (C grafito y C diamante, cuarzo (SiO 2 )

20 Tipos de cristales Cristales covalentes 2 alótropos de carbón C. grafito y C. diamante Ing. Fredy Velázquez Soto

21 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)

22 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

23 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 Ing. Fredy Velázquez Soto