estructura de los sÓlidos. tipos de sÓlidos sólidos cristalinos los átomos, iones o moléculas...
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ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOSESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS
TIPOS DE SÓLIDOSTIPOS 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 ordenadasVidrio y hule
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Estructura de los sólidos cristalinos
Celda unitariaEs 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
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
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
Sistemascúbico a = b = c =90ºtetragonal a = b c =90ºortorrómbico a b c =90ºmonoclínico a b c =90º 90ºtriclínico a b c 90ºhexagonal a = b c 90º =120ºromboédrico a = b = c 90º
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOSTipos de celdas unitarias
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
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)
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica simple (sc)
Ejemplos : α-Po, Hg
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica simple (sc)
a
r
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc)
Ejemplos: Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc)C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o
N º d e c o o r d i n a c i ó n : 8
Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 1 c e n t r o = 2
R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l r a d i o d e l á t o m o :
4
a 3r
E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 6 8 %
C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o ( B C C ) : F e , C r , M o , W , T a , B a .
68.0
8
3
)3
r4(
r342
a
r342
V
V3
3
3
3
celda
ocupado
C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o
N º d e c o o r d i n a c i ó n : 8
Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 1 c e n t r o = 2
R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l r a d i o d e l á t o m o :
4
a 3r
E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 6 8 %
C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o ( B C C ) : F e , C r , M o , W , T a , B a .
b 2 = a 2 + a 2 c 2 = a 2 + b 2 = 3 a 2 c = 4 r = ( 3 a 2 ) 1 / 2
68.0
8
3
)3
r4(
r342
a
r342
V
V3
3
3
3
celda
ocupado
a
c
b
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en las caras (fcc)
Ejemplos: NaCl
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en las caras (fcc)
a
4r
C ú b i c a c e n t r a d a e n l a s c a r a s ( F . C . C . ) :
N º d e c o o r d i n a c i ó n : 1 2
Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 6 c a r a s * 1 / 2 = 4
R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l
r a d i o d e l á t o m o : ( 4 r ) 2 = a 2 + a 2
E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 7 4 %
C o b r e
74.0
2
r4r34
a
r344
V
V
2/1
3
3
3
celda
ocupado
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en las caras (fcc) (Empaquetamiento compacto ABC)
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en las caras (fcc)
Ejemplos: NaCl
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda cúbica centrada en las caras (fcc)
a
4r
C ú b i c a c e n t r a d a e n l a s c a r a s ( F . C . C . ) :
N º d e c o o r d i n a c i ó n : 1 2
Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 6 c a r a s * 1 / 2 = 4
R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l
r a d i o d e l á t o m o : ( 4 r ) 2 = a 2 + a 2
E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 7 4 %
C o b r e
74.0
2
r4r34
a
r344
V
V
2/1
3
3
3
celda
ocupado
Hueco tetraédrico
Hueco octaédrico
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda hexagonal compacta (hc) (Empaquetamiento compacto ABA)
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda hexagonal compacta (hc)
Ejemplos: Be, Mg, Zn, Cd, Ti
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Celda hexagonal compacta (hc)
Hexagonal (h.c.):
Nº de coordinación:12
Átomos por celda: 2
Para el hexágono (3celdas):
12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos
Eficacia del empaquetamiento: 74%
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.):
Nº de coordinación:12
Átomos por celda: 2
Para el hexágono (3celdas):
12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos
Eficacia del empaquetamiento: 74%
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
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Tipos de cristales
Cristales iónicosCaracterísticas
– La cohesión se debe a enlaces iónicos (50-100 kJ/mol)
– Formados por especies cargadas
– Aniones y cationes de distinto tamañoPropiedades
– 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
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOSTipos de cristales
Cristales covalentesCaracterísticas
– La cohesión cristalina se debe únicamente a enlaces covalentes (100-1000 kJ/mol)
Propiedades
– Duros e incompresibles
– Malos conductores eléctricos y del calorEjemplos
– 2 alótropos de carbón (Cgrafito y Cdiamante, cuarzo (SiO2)
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOSTipos de cristales
Cristales covalentes– 2 alótropos de carbón Cgrafito y Cdiamante
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Tipos de cristales
Cristales molecularesCaracterísticas
– 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 electricidadEjemplos
– SO2, I2, H2O(s)
SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS
Tipos de cristales
Cristales metálicosCaracterísticas
– 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 AMORFOSSÓLIDOS 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
VidrioProducto 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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