UNIVERSIDAD NACIONAL CAJAMARCA

CURSO: MINERALOGÍA Y CRISTALOGRAFÍA

Capitulo IVCristaloquímica

○1 El Átomo○2 El Ión○3 Coordinación de Iones○4 Fuerzas de enlace en los Cristales○5 Tipos de estructuras comunes ○6 cambios del tipo de estructura por

causa de las altas presiones

INTRODUCCIÓN

En los inicios de la metalurgia, cuando el hombre empezó a producir materiales, los trabajos eran basados en prueba y error.Actualmente, nos acercamos un poco más al sueño de diseñar un material con propiedades dadas, debido a nuestro mejor entendimiento de la relación entre la composición química , laestructura del sólido y las propiedades del material.

Muchos de los elementos metálicos en su forma pura y como aleación tienen importancia comercial y tecnológica (Si, Ge, Cu, Au, Pd, etc)Actualmente muchos de los materiales son basados en aleaciones, óxidos mixtos, polímeros.

CRISTALOQUÍMICA

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  La cristaloquímica es una rama de la cristalografía que estudia la composición de la materia cristalina y su relación con la fórmula cristalográfica.

Incluye el estudio de los  enlaces químicos, la morfología y la formación de estructuras cristalinas, de acuerdo con las características de los átomos, iones o moléculas, así como su tipo de enlace.

1. EL ÁTOMO

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El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones

PARTES DEL ÁTOMO:Protón:

Neutrón:

Electrón:

Figura 1: El átomo

PROTON:Ernest Rutherford a

principios del siglo XX

una partícula elemental que constituye parte del núcleo de cualquier átomo. El número de protones en el núcleo atómico es el que determina las propiedades químicas del átomo en cuestión. Los protones poseen carga eléctrica positiva y una masa 1.836 veces mayor de la de los electrones.

 NEUTRÓN: Descubiertos en 1930 por

dos físicos alemanes, Walter Bothe y Herbert Becker. 

Los neutrones carecen de carga eléctrica, y son inestables cuando se hallan fuera del núcleo, desintegrándose para dar un protón, un electrón y un antineutrino.

ELECTRÓN: Descubierta en 1897

por J. J. Thomson. Los electrones de un

átomo giran en torno a su núcleo, formando la denominada corteza electrónica.

 La masa del electrón es 1836 veces menor que la del protón y tiene carga opuesta, es decir, negativa.

2. EL IÓN

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Es una partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones , se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).

Significan:Anión: "el que va hacia arriba". Tiene carga eléctrica

negativa.Catión: "el que va hacia abajo". Tiene carga eléctrica

positiva.

Del griego que significa camino o vía.Ánodo: "camino ascendente".Cátodo: "camino descendente".

Un ion conformado por un solo átomo se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por dos o más átomos, que se denomina ion poli atómico.

Energía de ionización

La energía necesaria para separar completamente el electrón más débilmente unido de la corteza electrónica de un átomo en su estado fundamental, y de tal manera que en el electrón arrancado no quede ninguna energía residual se denomina primera energía de ionización y el potencial eléctrico equivalente (es decir, la energía dividida por la carga de un único electrón) se conoce como el potencial de ionización.

 

CLASES DE IONES:

En los iones negativos, aniones, cada electrón, del átomo originalmente neutro, está fuertemente retenido por la carga positiva del núcleo. Al contrario que los otros electrones del átomo, en los iones negativos, el electrón adicional no está vinculado al núcleo por fuerzas de Coulomb, lo está por la polarización del átomo neutro.

ANIONES:

En los iones negativos, aniones, cada electrón, del átomo originalmente neutro, está fuertemente retenido por la carga positiva del núcleo. Al contrario que los otros electrones del átomo, en los iones negativos, el electrón adicional no está vinculado al núcleo por fuerzas de Coulomb, lo está por la polarización del átomo neutro

CATIONES

Los cationes son iones positivos. Son especialmente frecuentes e importantes los que forman la mayor parte de los metales. son atomos que han ganado electrones

Otros iones

• Un dianión :es una especie que tiene dos cargas negativas sobre ella. Por ejemplo: el dianión del pentaleno es aromático.

• Un zwitterión: es un ion con una carga neta igual a cero pero que presenta dos cargas aisladas sobre la misma especie, una positiva y otra negativa por lo tanto es negativo

• Los radicales iónicos: son iones que contienen un número irregular de electrones y presentan una fuerte inestabilidad y reactividad.

3. COORDINACIÓN DE LOS IONES.

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 Cuando las estructuras están formadas por dos o más tipos de átomos unidos por enlace iónico, puro o combinado con otros (que es lo más frecuente), los poliedros de coordinación estarán en función de la relación de sus radios. 

3.1 NÚMERO DE COORDINACIÓN         Se define como el número de iones que lo rodean a uno dado.

POLIEDRO DE COORDINACIÓNSe define como un poliedro imaginario que surge al unir con líneas los iones o 

átomos vecinos más próximos al ión o átomo central.

3.2 UNIDAD ESTRUCTURALEs una unidad cristalina, las  características de enlace permiten diferenciar 

ciertas unidades estructurales, es decir, ciertos átomos o grupos de ellos que se ordenan de la forma más compacta posibles.

3. COORDINACIÓN DE LOS IONES.

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 Cuando las estructuras están formadas por dos o más tipos de átomos unidos por enlace iónico, puro o combinado con otros (que es lo más frecuente), los poliedros de coordinación estarán en función de la relación de sus radios. 

3.1 NÚMERO DE COORDINACIÓN         Se define como el número de iones que lo rodean a uno dado.

POLIEDRO DE COORDINACIÓNSe define como un poliedro imaginario que surge al unir con líneas los iones o 

átomos vecinos más próximos al ión o átomo central.

3.2 UNIDAD ESTRUCTURALEs una unidad cristalina, las  características de enlace permiten diferenciar 

ciertas unidades estructurales, es decir, ciertos átomos o grupos de ellos que se ordenan de la forma más compacta posibles.

TAMAÑO DE LOS ÁTOMOS•RADIO IÓNICO

Radio de la esfera ocupada por un ión en un entorno estructural particular (se refiere a la coordinación del ión). Permite determinar la relación de radios:                                                             

         RA:RX

Siendo: RA = radio del catión, RC = radio del anión 

Ejemplo. La halita está formada por un Na+ rodeado de 6 Cl-, formando una estructura octaédrica. El nº de coordinación dependerá del tamaño relativo de los iones de coordinación. Se suele expresar en relación con el tamaño de los radios.

•RADIO COVALENTESe define como la media aritmética de las distancias interatómicas de los cristales de las sustancias elementales.Se utiliza en las estructuras cristalinas covalentes

3.3 REGLAS DE PAULING

Los  principios  generales  que  regulan  esta  coordinación entre iones son las denominadas Reglas de Pauling: 3.3.1 La primera regla de Pauling: 

Establece  que  en  una  estructura  cristalina  iónica, la distancia catión-anión es la suma de los radios de los  dos  iones  y  el  número  de  coordinación  está determinado por  la relación de  los radios del catión con respecto al anión:

   

Relación de radios

Número de Coordinación Disposición de los aniones

0,15-0,22 3 Vértices de un triángulo

0,22-0,41 4 Esquinas de un tetraedro

0,41-0,73 6 Esquinas de un octaedro

0,73-1,0 8 Esquinas de un cubo

1 12 Puntos medios sobre las aristas de un cubo

3.3.2 La segunda regla de Pauling o Principio de la valencia electrostática: 

Determina  que  en  una  estructura  de  coordinación  estable,  la  fuerza 

total  de  los  enlaces  de  valencia  que  unen  al  catión  con  los 

aniones que  lo  rodean es  igual a  la carga del catión. La  fuerza 

relativa  de  cualquier  enlace  en  una  estructura  iónica  puede 

determinarse  dividiendo  la  carga  total  de  un  ión  entre  el 

número de vecinos más próximos a los cuales está unido.

Ejemplo: En la estructura, los átomos de calcio se encuentran en un retículo cúbico de caras centradas, mientras que los de flúor ocupan los centros de los cubos formados con la mitad del lado de la celda unitaria. Así, cada átomo de calcio está rodeado por ocho de flúor, y cada flúor lo está por cuatro calcios. La celda fundamental contiene, por tanto, 4CaF2. Por lo que la valencia es ¼, siendo el número de coordinación del Flúor 4

Figura 1. Estructura del CaF2.

3.3.3 La tercera regla de Pauling: Dicta  que  la  existencia  de  aristas  y  en  especial  de  caras  comunes entre  poliedros  hace  disminuir  la  estabilidad  de  las  estructuras coordinadas.

Ejemplo: Rutilo (TiO2) Toma su nombre del mineral rutilo, un mineral de óxido de Ti(IV). Se basa en un empaquetamiento hexagonal compacto de los aniones en el que los cationes ocupan la mitad de los  huecos  octaédricos.  Cada  átomo  de  Ti  está  rodeado  de  seis  átomos  de  oxígeno  (disposición octaédrica)  y  cada átomo de oxígeno se  rodea de  tres átomos de titanio  (disposición  trigonal), de forma que la estructura de tipo rutilo presenta coordinación de 6:3.

Figura 2 Estructura del TiO2 (rutilo)

3.3.4 La cuarta regla de Pauling:

  En  los  cristales  que  contienen  distintos  cationes,  los  que 

poseen  valencia  elevada  y  número  de  coordinación  bajo, 

tienden  a  no  compartir  los  elementos  del  poliedro  de 

coordinación  con  los  otros  cationes  y  cuando  lo  hacen  las 

aristas de estas se contraen, y dichos cationes se desplazan del 

centro  del  poliedro,  alejándose  de  las  aristas  y  caras.  Es  un 

“poliedro  distorsionado”,  se  disminuye  la  repulsión  entre  los 

cationes.

En  la  figura  se  puede  comprobar  que,  en  el  caos  de  la  unidad  estructural  (SiO4), formada por un tetraedro de oxígeno alrededor de un silicio central, la distancia Si-Si es mayor cuando  los tetraedros están opuestos por el vértice y mínima cuando  lo están por una cara. Por tanto, en  la primera de  las disposiciones  la repulsión Si-Si  (hay que recordar que tiene carga 4)  se minimiza,  y además, el oxigeno ubicado entre  los dos hace un  cierto efecto  “pantalla”  respecto de  la  repulsión electrostática entre  los dos silicios altamente cargados.

3.3.5 La quinta regla de Pauling o Ley de la parsimonia: 

Establece que el número de partículas estructurales diferentes dentro de una estructura tiende a un límite

4. FUERZA DE ENLACE EN LOS CRISTALES.

.

  Tienen carácter eléctrico y el tipo y clase de enlace condiciona las propiedades físicas  y  químicas.  En  general,  cuanto más  fuerte  es  el  enlace más  duro  es  el cristal  y más elevado es  su punto de  fusión.  Existen 4 tipos de enlace:  Iónico, Covalente, Metálico, y de Van der Waals, pudiendo existir mezclas entre todos los tipos. Los cristales con un solo tipo de enlace se denominan homodésmicos y los que tienen varios tipos de enlace heterodésmicos. 

ENLACE QUÍMICO

•Se define como las fuerzas de atracción entre los átomos•Se determinan por los electrones más externos o electrones de valencia.

   Interaccionan en maneras que determinan la simetría de la estructura atómica.

4.1 TIPOS DE ENLACES

4.1.1 ENLACE IÓNICO:Se establecen entre átomos con gran diferencia de electronegatividad y su causa es la atracción electrostática entre iones con carga de signo opuesto.

Algunas de las características de las sustancias con enlaces iónicos son:

Altos puntos de fusión, relacionados con las cargas de los iones.

Alta solubilidad en líquidos con elevada Constante Dieléctrica, como el agua. 

Son aislantes eléctricos en fase sólida y conductores si están fundidos. 

Suelen ser diamagnéticos, aunque hay excepciones si contienen metales de transición. 

Las Propiedades Ópticas del cristal pueden deducirse de la suma de las de cada uno de los 

iones que lo forman. 

Presentan baja conductividad calorífica y también baja expansión y compresibilidad térmica. 

Son duros, frágiles y con buena exfoliación. 

Pueden dar lugar a soluciones sólidas.

Andradita Ca3Fe2(SiO4)3 Almandino Fe3Al2(SiO4)3

4.1.2 ENLACE COVALENTE: Se establecen entre átomos que comparten una porción de su densidad electrónica, la cual mantiene unidos a los núcleos.

Algunas de las características de las sustancias con enlaces covalentes son:

Las densidades suelen ser bajas. 

Son aislantes o semiconductores en fase sólida

 y en fase fundida. 

Las propiedades ópticas están condicionadas 

por la existencia de electrones deslocalizados. 

Generalmente son diamagnéticos. 

Son insolubles en líquidos polares. 

Raramente forman soluciones sólidas.Diamante (Enlace covalente no polar)

4.1.3 ENLACE DE VAN DER WAALS: Es un enlace débil que fija moléculas neutras dipolares (con cargas de distinto signo  en  sus  extremos  opuestos).  Las moléculas  se  alinean  con  los  polos  - frente a los polos + de las moléculas próximas. Es el tipo más débil de enlace químico.

Grafito Azufre

4.1.4 ENLACE METÁLICO: Se  establecen  entre  átomos  con  un  elevado  carácter  electropositivo  que comparten  una  porción  de  su  densidad  electrónica,  encontrándose  ésta deslocalizada en la estructura. Ello hace que las sustancias metálicas posean una serie de propiedades muy características, tales como las siguientes:

Gran conductividad térmica y eléctrica en fase sólida y en fase fundida. 

 Son dúctiles, maleables y, a veces, elásticos. 

Brillo metálico, más o menos intenso, que puede ser atenuado en la superficie por

alteraciones.

 Densidad elevada. 

Suelen ser ferromagnéticos o antiferromagnéticos. 

Son opacos. 

Grandes posibilidades en cuanto a las soluciones sólidas (aleaciones oro-plata, 

hierro

níquel).

4.2 CRISTALES

    Los cristales son sólidos cuyas partículas constituyentes (átomos, moléculas o iones) se ordenan conforme a un patrón que se repite en  las  tres direcciones del espacio. Se distinguen tres tipos de cristales según el tipo de enlace químico que se establece entre las partículas.    Los  cristales  se  representan  mediante fórmulas  empíricas,  que  indican  la proporción  de  los  diferentes  átomos que  forman el  compuesto.  Por  ejemplo: NaCl, significa que hay un átomo de cloro por cada átomo de sodio.

4.2.1 Cristales covalentes    La unión entre los átomos es mediante enlace covalente. Esto origina sólidos muy duros, de puntos de fusión y ebullición muy elevados y que no conducen la corriente eléctrica.

    Ejemplos de cristales covalentes: diamante,  cuarzo.

4.2.2 Cristales metálicos

    Los átomos constituyentes están unidos por enlace metálico:Los elementos metálicos poseen 1, 2 ó 3 electrones en la capa electrónica externa de sus átomos, los cuales están débilmente unidos al núcleo por lo que se pueden perder con facilidad. Cuando un conjunto de átomos de estos elementos se acercan hasta estar  lo más  cerca  posible,  las  capas  electrónicas  externas  se  solapan  por  completo,  haciendo que  los  electrones  ya  no  estén  asociados  a  un  átomo  en  concreto,  sino  que  son compartidos por todos los átomos del conjunto. 

Los cristales metálicos tienen las siguientes propiedades:

•Son sólidos cristalinos, excepto el mercurio, que es líquido.•Suelen ser bastante duros, al estar unidos los átomos de modo muy compacto.•Son maleables (obtención  de  delgadas  láminas  de  material  sin  que  éste  se  rompa)  y dúctiles (pueden  estirarse  sin  romperse  permitiendo  obtener  alambres  o  hilos),  en mayor o menor grado, ya que es posible mover una capa de átomos sobre otra.

4.2.3 Cristales iónicos     Los  átomos de  ciertos elementos  consiguen  completar  su última capa electrónica mediante la pérdida o ganancia de electrones:

•Los elementos con pocos electrones en su última capa (como los metales),pueden perderlos fácilmente. El resultado es un ión (átomo con carga eléctricaneta distinta de 0) con cargas positivas de más: un catión.•Los elementos a los que le faltan pocos electrones para completar su últimacapa electrónica (como  los no metales), tiene facilidad para atraer electroneshasta completarla. el resultado es un ión con exceso de cargas negativas:un anión.

    Cuando los átomos de un metal y un no metal se encuentran, el primero cede electrones al segundo. Como resultado, el metal se convierte en catión y el no metal se convierte en anión,  es  decir,  dos  iones  con  cargas  eléctricas  opuestas  que,  en  consecuencia,  se  atraen entre sí mediante fuerzas de atracción electrostática.     Esta atracción no se limita a un solo ion, sino que cada uno se rodea del máximo número de iones de carga opuesta que pueden rodear a un ion en particular posible. El resultado es un cristal iónico.

    Los cristales iónicos tienen las siguientes propiedades:•Sólidos a temperatura ambiente.•Puntos de fusión y ebullición elevados.•No conducen la corriente eléctrica en estado sólido, pero si lo hacen en 

disolución.

Figura. Estructura del cloruro sódico ( NaCl)

Cristal Tipo de enlace

Dureza Punto de fusión

Conductividad eléctrica

Ejemplos

Iónico IónicoDuros y 

quebradizos

Bastante 

altos Baja

NaCl, K2CO3, 

Na2SO4

De red 

covalenteCovalente Duros Altos Baja

Diamante, Cuarzo 

(SiO2)

Metálico Metálico VariableMedios y 

altos

Buena o 

excelenteFe, Al, Na

Los minerales se caracterizan, entre otras cualidades, por poseer una estructura cristalina.

La propiedad característica y definidora de la materia cristalina es ser periódica.

Esto quiere decir que, a lo largo de cualquier dirección, los elementos que la forman se encuentran repetidos a la misma distancia (traslación).

5. ESTRUCTURA CRISTALINA

El principio es válido partiendo desde cualquier punto de la estructura. Si tomamos las traslaciones mínimas en un cristal (traslaciones fundamentales) y desarrollamos el paralelepípedo que generan, obtendremos la celda unidad.

Cada celda unidad viene definida por la magnitud de sus traslaciones y de los ángulos que forman entre ellas.

Redes planas.- En este caso la red viene definida por dos traslaciones (a y b) y el ángulo que forman entre ellas (a). La celda unidad es un paralelogramo.

En el plano solo existen 5 posibles tipos de redes, que reciben el nombre de redes planas:

Por repetición de esta celda unidad podemos reconstruir la red cristalina.

Redes tridimensionales.- En este caso la celda unidad queda definida por tres traslaciones fundamentales (a, b y c) los ángulos que forman: a (entre b y c), b (entre a y c), y g (entre a y b).

Del apilamiento de estas redes se obtienen las redes tridimensionales. Existen 14 tipos diferentes de redes tridimensionales (redes de Bravais) que se agrupan en 7 sistemas cristalinos diferentes.

Cada sistema cristalino viene caracterizado por unos determinados valores de las traslaciones y de los ángulos que forman de su celda unidad:

a.) Sistema Cúbico.- a.- Sistema Cubico .-

Ejemplos:

b.- Sistema Tetragonal.-

Ejemplos:

c.) Sistema Ortorrómbico.-

Ejemplos:

d.- Sistema Hexagonal / Trigonal .-

Ejemplos:

e.- Sistema Monoclínico.-

Ejemplos:

f.- Sistema Triclínico.-

CAUSA DE LOS ERRORES

POLIMORFISMO, ISOMORFISMO y PSEUODOMORFISMO

POLIMORFISMO.- Es la propiedad de ciertos minerales, que poseen la misma composición química, pero pueden presentarse en varios sistemas cristalinos (formas externas).

Por ejemplo:

La pirita (SFe), bajo presiones y temperaturas diversas, puede presentarse en los sistemas cubico y ortorrómbico.

ISOMORFISMO ( O ISOESTRUCTURALISMO).- Esta propiedad se refiere a diversos minerales, que poseyendo composición química diferente, adoptan una forma externa similar.

Por ejemplo.-

En la esfalerita (SZn), parte del zinc puede ser ocupada por el hierro: S(Zn, Fe),pero ambas se mantienen en el sistema cubico.

Otro ejemplo típico son las plagioclasas, que perteneciendo al sistema triclínico, poseen diversa composición química.

Esfalerita ( SZn)

PSEUDOMORFISMO.- Es una falsa forma. ocurre cuando un mineral adopta la forma de otro mineral, pero sin cambiar su composición química.

Por ejemplo:

SFe pirita

Fe2O3 hematita (pirita seudomorfa)

Pirita

Hematita

Es un estado solido de la materia, en el que las partículas que conforman el sólido carecen de una estructura ordenada.

Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas.

Entre los sólidos amorfos más conocidos destaca el vidrio.

Diagrama molecular del

vidrio (SiO2) en sólido amorfo

SÓLIDO AMORFO .-

Un mismo compuesto, según el proceso de solidificación, puede formar una red cristalina o un sólido amorfo.

Por ejemplo.-

Según la disposición espacial de las moléculas de sílice (SiO2), se puede obtener una estructura cristalina (el cuarzo) o un sólido amorfo (el vidrio).

Diagrama molecular del cuarzo (SiO2) en red

cristalina.

Las moléculas de los sólidos amorfos están distribuidas al azar y las propiedades físicas del sólido son idénticas en todas las direcciones (isotropía).

Las formas amorfas tienen una temperatura característica a la cual sus propiedades experimentan cambios importantes.

Esta temperatura se conoce como temperatura de transición vítrea (Tg).

Una consecuencia directa de la disposición irregular de las partículas en un sólido amorfo, es la diferencia de intensidad que toman las fuerzas intermoleculares entre las mismas, de ahí que la fusión se alcance a distintas temperaturas, según la proporción de las distintas partículas que forman la muestra.

PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS AMORFOS

En cuanto a sus propiedades elásticas, se puede afirmar que los sólidos amorfos manifiestan las propiedades de los cristales.

Por ejemplo.-

o Al aplicar una carga a un material amorfo en un intervalo racionado de tiempo, la sustancia desarrollará una deformación pseudo-permanente, es decir, fluirá como si fuera un líquido de viscosidad muy alta.

o Respecto al magnetismo, los metales amorfos presentan las propiedades magnéticas más notables, comportándose como materiales ferro magnéticos (aquellos en los que se produce un ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos en la misma dirección y sentido).

Por ejemplo.-

Debido a sus propiedades mecánicas, hay un gran número de sólidos amorfos que se emplean como materiales para la industria y la construcción.

Los óxidos amorfos, gracias a su transparencia, solidez y facilidad para darle forma en láminas grandes, se emplean profusamente como vidrio de ventana.

Ciertos polímeros orgánicos, en virtud de su resistencia y peso ligero y fácil procesamiento, se emplean como materiales estructurales (plásticos), etc.

APLICACIONES

Los sólidos amorfos se pueden formar, en condiciones naturales, si crecen en condiciones donde no existe suficiente movilidad de los átomos.

Artificialmente, existen varios métodos de obtención de sólidos amorfos.

El método más antiguo y más empleado es el de la fundición templada, del que se conocen algunas variedades:

Fundición templada

OBTENCIÓN DE SÓLIDOS AMORFOS

Esta técnica necesita de un alto rango de temperaturas para el enfriamiento y formar una aleación metálica.

Un chorro de metal fundido es propulsado contra la superficie de un cilindro de cobre, el cual se encuentra en rápida rotación, lo que obliga al líquido a enfriarse (a temperatura ambiente o menor).

Esta técnica puede ser utilizada para el enfriamiento de líquidos, utilizando baños de hielo en los cuales se introducen pequeñas cantidades de fundido; permite enfriar con rangos de velocidad altas.

Bloque congelado.-

Templado con liquido.-

Variedades de la fundicion templada.-

Esta técnica puede ser utilizada para materiales con tendencia a la formación de sólidos amorfos.

Se puede obtener la fundición con enfriamiento lento, lo cual se consigue apagando el horno. Sólidos amorfos obtenidos mediante este método son SiO2, As2S3 y poliestireno.

Esta técnica comienza cuando el vapor formado en una cámara de vacio, por la evaporación del material, choca con una superficie fría, obteniéndose una sustancia amorfa.

Templado al aire.-

Condensación del vapor.-

La principal diferencia entre un sólido cristalino y un sólido amorfo es su estructura.

En un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos a largo alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir donde se encontrará el próximo átomo.

Dichos métodos de diferenciación incluyen:

oSólidos cristalinos.-

Los átomos, iones o moléculas se empaquetan en un arreglo ordenado.

Sólidos covalentes (diamante, cristales de cuarzo), sólidos metálicos, sólidos iónicos.

1.- Diferencias con los sólidos cristalinos y los sólidos amorfos.-

o Sólidos amorfos

No presentan estructuras ordenadas

Vidrio y hule

o Estructura de los sólidos cristalinos

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

Celda unitaria

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

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)

Los minerales amorfos no poseen estructura cristalina.

Pueden ser amorfos por naturaleza (como sucede en el ópalo).

Unos minerales radiactivos, que poseen originariamente una estructura cristalina, pueden ser desestabilizados a causa de las radiaciones emitidas por los elementos radiactivos (uranio, torio,…) que contienen.

Estos minerales reciben el nombre de metamictos.

Suelen presentar un brillo entre vítreo y resinoso, y un color entre pardo y negro.

Minerales Amorfos y Metamictos.-

Por ejemplo.-

En las pegmatitas, la allanita y el circón son casi siempre metamictos.

ÓPALO

ALLANITA.

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