perovskita 3

8/18/2019 Perovskita 3

1/59

LOS MATERIALES SÓLIDOS SE PUEDEN CLASIFICAR SEGÚN LA REGULARIDAD CON QUE SE SITÚAN LOS

ÁTOMOS O IONES, UNOS RESPECTO DE OTROS

EN UN MATERIAL CRISTALINO, LOS ÁTOMOS SE SITÚAN EN UNADISPOSICIÓN REPETITIVA O PERIÓDICA A LO LARGO DE MUCHAS DISTANCIAS

ATÓMICAS, ES DECIR, EXISTE UN ORDEN DE LARGO ALCANCE TALQUE, AL SOLIDIFICAR O FORMARSE EL MATERIAL, LOS ÁTOMOS SE SITÚANSEGÚN UN PATRÓN TRIDIMENSIONAL REPETITIVO

LOS METALES, MUCHAS CERÁMICAS Y CIERTOS POLÍMEROSADQUIEREN ESTRUCTURAS CRISTALINAS EN CONDICIONES

NORMALES DE SOLIDIFICACIÓN O DE FORMACIÓN

LA MAYORÍA DE LOS SÓLIDOS SECARACTERIZAN POR ORDENAMIENTOS DE

ÁTOMOS O IONES QUE

VIBRAN EN TORNO A POSICIONES FIJAS EN SUS ESTRUCTURAS. ESTOS SÓLIDOS SEDENOMINAN

SÓLIDOS CRISTALINOS


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EL ORDEN DE LARGO ALCANCE NO EXISTE EN LOS MATERIALES QUE NOCRISTALIZAN, DENOMINADOS NO CRISTALINOS O AMORFOS. NO

PRESENTAN UNA DISPOSICIÓN INTERNA ORDENADA POR LO TANTO NOTIENEN NINGÚN PATRÓN DETERMINADO. EXISTE UN

ORDEN DE CORTO ALCANCE TAMBIÉN SE LES DENOMINA VIDRIOS Ó LÍQUIDOS SOBREENFRIADOS.

MUCHAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES CERÁMICOS,INCLUYENDO, LAS TÉRMICAS, ELÉCTRICAS, DIELÉCTRICAS, ÓPTICAS

Y MAGNÉTICAS, SON MUY SENSIBLES A LA ESTRUCTURA CRISTALINA

LOS ÁTOMOS O MOLÉCULAS QUE LO FORMAN NO SE ENCUENTRAN EN POSICIONES FIJAS DELCRISTAL Y POR TANTO, CARECEN DE UNA DISTRIBUCIÓN TRIDIMENSIONAL REGULAR

(a).- SiO2 cristalino SiO2 no cristalino


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CELDILLA UNIDAD

LA PRINCIPAL CARACTERÍSTICA DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA ES QUE ES

REGULAR Y REPETITIVA. CUANTIFICAR LA REPETITIVIDAD EXIGEDECIDIR QUÉ UNIDAD ESTRUCTURAL ES LA QUE SE REPITE

EL ORDEN ATÓMICO DE LOS SÓLIDOS CRISTALINOS INDICA QUE GRUPOS DEPOCOS ÁTOMOS FORMAN UN PATRÓN QUE SE REPITE EN EL ESPACIO

FORMANDO UN CRISTAL DE LA ESTRUCTURA.

AL DESCRIBIR LA ESTRUCTURA CRISTALINA CONVIENE DIVIDIRLA ENLAS PEQUEÑAS ENTIDADES, QUE SE REPITEN → CELDILLAS UNIDAD

(PARTE DEL CRISTAL QUE REPRODUCE SU GLOBALIDAD PORAPILAMIENTO REPETIDO)


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

espacio

Celdaunidad

Translacióneje y

Translacióneje X

Translacióneje Z

EN LA MAYORÍA DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS SONPARALELEPÍPEDOS/PRISMAS CON TRES CONJUNTOS DE CARAS

PARALELAS


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CELDILLA UNIDAD

EN LA FIGURA , Y DENTRO DEL AGREGADO DE ESFERAS, SE HA DIBUJADOUNA CELDILLA, QUE EN ESTE CASO ES UN CUBO.


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SISTEMAS CRISTALINOS

EXISTEN MUCHAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS DIFERENTES Y ESCONVENIENTE CLASIFICARLAS EN GRUPOS DE ACUERDO CON LAS

CONFIGURACIONES DE LA CELDILLA UNIDAD Y/O LA DISPOSICIÓN ATÓMICA

UNO DE ESTOS ESQUEMAS SE BASA EN LA GEOMETRÍA DE LA CELDILLAUNIDAD. SE ESTABLECE UN SISTEMA X, Y y Z DE COORDENADAS CUYOORIGEN COINCIDE CON UN VÉRTICE DE LA CELDILLA. LOS EJES X, Y y Z

COINCIDEN CON LAS ARISTAS DEL PARALELEPÍPEDO QUE SALEN DE ESTEVÉRTICE. LA GEOMETRÍA DE LA CELDILLA UNIDAD SE DEFINE ENFUNCIÓN DE SEIS PARÁMETROS DE RED: LA LONGITUD DE TRES

ARISTAS a, b y c Y LOS TRES ÁNGULOS INTERAXIALES , y g,


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Relacionesentre los

parámetros dered y lasgeometrías de

las celdillasunidad de lossiete sistemas

cristalinos.


8/59Los catorce tipos de redes cristalinas. REDES DE BRAVAIS

ADEMÁS DE EN LOS VÉRTICES, LOS PUNTOS DE LA RED TAMBIÉN PUEDENAPARECER EN OTRAS POSICIONES DE LA CELDILLAS UNIDAD, PRODUCIENDO

14 TIPOS DE REDES CRISTALINAS


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Sistemas tetraédrico y de diamante.


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LAS ESTRUCTURAS DE MUCHOS SÓLIDOS SE PUEDEN DESCRIBIR ENTÉRMINOS DE ESFERAS APILADAS QUE REPRESENTAN ÁTOMOS O

IONES

ESPECIALMENTE ÚTIL ES EL ESTUDIO DE LAS FORMAS EN QUE SEPUEDEN APILAR DE LA FORMA MÁS COMPACTA POSIBLE ESFERAS DEIGUAL TAMAÑO

EN UNA CAPA, LAS ESFERAS SE DISPONEN DE FORMA QUE CADAESFERA QUEDA RODEADA DE OTRAS SEIS ESFERAS

LA APILACIÓN REGULAR DE ESTAS CAPAS, MANTENIENDO LA MÁXIMACOMPACTACIÓN, SE PUEDE PRODUCIR DE DOS MANERAS, DANDO

LUGAR A EMPAQUETAMIENTOS COMPACTOS HEXAGONALES OCÚBICOS

EMPAQUETAMIENTOS COMPACTOS DE ESFERAS.


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EMPAQUETAMIENTOS COMPACTOS DE ESFERAS.


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13/59


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UNA CARACTERÍSTICA DE LAS ESTRUCTURAS COMPACTAS ES LA EXISTENCIADE DOS TIPOS DE AGUJEROS:

OCTAÉDRICOS TETRAÉDRICOS

SU IMPORTANCIA ESTRIBA EN QUE MUCHAS ESTRUCTURAS, INCLUYENDOLAS DE ALGUNOS COMPUESTOS IÓNICOS Y ALEACIONES, SE PUEDEN

DESCRIBIR COMO FORMADAS POR EMPAQUETAMIENTOS COMPACTOS EN LOSQUE IONES O ÁTOMOS ADICIONALES OCUPAN SUS AGUJEROS.

AGUJEROS EN EMPAQUETAMIENTOS COMPACTOS DE ESFERAS


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AGUJEROS EN EMPAQUETAMIENTOS COMPACTOS DE ESFERAS


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CRISTALOQUIMICA DE LAS CERÁMICAS

ESTE NO ES EL CASO DE LASESTRUCTURAS CRISTALINASDE LOS MATERIALES

CERÁMICOS. EN GENERAL,LAS CERÁMICAS ESTÁN

CONSTITUIDAS POR MÁS DE

UN TIPO DE ÁTOMOS Y UNACOMBINACIÓN DE TIPOS DE

ENLACES.

LOS METALES FORMAN ESTRUCTURAS CRISTALINAS QUEPRESENTAN UN EMPAQUETAMIENTO, RELATIVAMENTE, ELEVADO Y

CONSISTEN EN ÁTOMOS DE LAS MISMAS DIMENSIONES YDISTRIBUCIÓN DE CARGA ELÉCTRICA, QUE ESTÁN UNIDOSMEDIANTE EL ENLACE METÁLICO



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TRES FACTORES SON CRÍTICOS A LAHORA DE DETERMINAR LA

ESTRUCTURA DE LOS COMPUESTOS

CERÁMICOS:

1.- BALANCE DE CARGAS PARAMANTENER LA NEUTRALIDAD

ELÉCTRICA GLOBAL

(ESTEQUIOMETRÍA DEL CRISTAL). LASUMA DE LAS CARGAS POSITIVASDEBE SER BALANCEADA POR UN

NÚMERO IGUAL DE CARGASNEGATIVAS. ESTE HECHO SE

REFLEJA EN LA FORMULA QUÍMICA



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TRES FACTORES SON CRÍTICOS A LA HORA DE DETERMINAR LAESTRUCTURA DE LOS COMPUESTOS CERÁMICOS:

2.- TAMAÑO DE LOS DIFERENTES ÁTOMOS (RELACIÓN ENTRERADIOS). PARA LOGRAR EL ESTADO DE MÁS BAJA ENERGÍA LOS

CATIONES Y LOS ANIONES TENDERÁN A MAXIMIZAR LASATRACCIONES Y MINIMIZAR LAS REPULSIONES

LAS ATRACCIONES SE MAXIMIZAN CUANDO CADA CATIÓN DE RODEA DE

TANTOS ANIONES COMO SEA POSSIBLE Y VICIVERSA


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INESTABLEESTABLECRÍTICAMENTE

ESTABLE



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TRES FACTORES SON CRÍTICOS A LA HORA DE DETERMINAR LA ESTRUCTURA DE LOSCOMPUESTOS CERÁMICOS:

3.- GRADO DE DIRECCIONALIDAD DE LOS ENLACES (TENDENCIA POR LA COVALENCIA YLA COORDINACIÓN TETRÉDRICA).

ESTA COMBINACIÓN TIENDE A AUMENTAR EL CARÁCTER COVALENTEDEL ENLACE Y A FAVORECER LA COORDINACIÓN TETRÉDRICA

En muchos compuestos, se observa la coordinación tetraédrica a pesar de que la relaciónentre los radios del catión y del anión predice otra cosa. Por ejemplo, muchos compuestoscon una relación de radios mayor de 0.414 cristalizan con disposiciones tetrédricas, entre

ellos están la blenda y la wurtzita. Esta situación se presenta cuando se aumenta elcarácter covalente del enlace, por ejemplo cuando

Cuando un anión es suficientemente grande y el núcleo noatrae los electrones externos (alta carga y radio grande) se

considera que es polarizable “blando”

Al unirse el anión electrostáticamente con una catión quetiene alta carga y pequeño tamaño, por lo que es polarizante(ablandador), se deforma su nube de electrones y se formaen cierto grado una superposición (enlace covalente) que

reduce la energía de red cristalina.



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TRES FACTORES SON CRÍTICOS A LA HORA DE DETERMINAR LAESTRUCTURA DE LOS COMPUESTOS CERÁMICOS:

3.- GRADO DE DIRECCIONALIDAD DE LOS ENLACES (TENDENCIA PORLA COVALENCIA Y LA COORDINACIÓN TETRÉDRICA).


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EMPAQUETAMIENTO IÓNICO

OCHO ESFERAS

APILADAS PARA FORMARUN CUBO SIMPLE TIENEN

UNA POSICIÓNINTERSTICIAL,

RELATIVAMENTE,

GRANDE EN EL CENTRO

LA MAYOR PARTE DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS IÓNICAS DELAS CERÁMICAS CONSISTEN EN UN APILAMIENTO TRIDIMENSIONALDE LOS ANIONES CON LOS CATIONES MÁS PEQUEÑOS SITUÁNDOSE

EN LAS POSICIONES INTERSTICIALES.EL TAMAÑO DE LA POSICIÓN INTERSTICIAL VARÍA SEGÚN

EL MODO DE APILAMIENTO

LOS NÚMEROS DE COORDINACIÓN SON ALTOS (ALREDEDOR DE 6) YLAS ESTRUCTURAS COMPACTAS, AUNQUE MENOS QUE LAS

METÁLICAS, DEBIDO A QUE EL DISTINTO TAMAÑO Y LA CARGA

ELÉCTRICA DE ANIÓN Y CATIÓN LIMITAN SU EMPAQUETAMIENTO


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HUECOS OCTAEDRICOS

ESTRUCTURA CUBICA CENTRADAEN LAS CARAS

NOCT(FCC) = (12/4)+1=4

ESTRUCTURA CUBICA CENTRADAEN EL CUERPO

NOCT(BCC)= (12/4)+(6/2)= 3+3 = 6

1 1 1

2 4 8ac vi

N Interiores Caras Aristas Vértices N N N N

HUECOS/ATOMOS = 4/4 = 1



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HUECOS TETRAEDRICOS


NTET = 8

ESTRUCTURA CUBICA CENTRADAEN EL CUERPO

NTET

= 6x4x(1/2) = 12

1 1 1

2 4 8ac vi


Caras del cubo

Número de huecos en cada cara

Grado de pertenencia



1 1 1


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HUECOS OCTAEDRICOS

NOCT = (12/4)+1=4

NTET = 8


HUECOS TETRAEDRICOS

1 1 1

2 4 8ac vi





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HUECOS OCTAEDRICOS

ESTRUCTURA CUBICA CENTRADA EN EL CUERPO

HUECOS TETRAEDRICOS

NOCT(BCC)= (12/4)+(6/2)= 3+3 = 6


NTET = 6x4x(1/2) = 12


INSERCION OCTAEDRICA EN EL SISTEMA FCC (CCP)


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INSERCION OCTAEDRICA EN EL SISTEMA FCC (CCP)

2 2

4 24 2 2 2 , 2 2 1

2 2

4

2

s i

s

s s si i

s

r r a

r r a r r r r

r

a

21 0.414

2

i

s

r

r


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INSERCION TETRAEDRICA EN EL SISTEMA FCC (CCP)


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INSERCION OCTAEDRICA EN EL SISTEMA BCC (CCC)

INSERCION TETRAEDRICA EN EL SISTEMA BCC (CCC)


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INSERCION TETRAEDRICA EN EL SISTEMA BCC (CCC)

2 2 2

2 22 2 5

4 16 16

4

, 4 3,2 4 3

4 55 5 5, 1

4 4 33 3

5

1 0.2913

s si i

s

s

s s s si i

i

s

a a ar r AB BC r r

r a a AB BC r a a

r r ar r r r

r

r


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HUECOS TETRAÉDRICOS


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34/59

Ntet = 2+ (2+2)(1/6) + (2+2)(1/3) = 2 + (4/6)+(4/3) = 4

Noct =2

HUECOS OCTAEDRICOS

NoctT = 3 prismasx2 (huecos/prima) = 6

(Huecos octaedricos/Atomos) == [6/(3+2(1/2)+12(1/2)(1/3))] = 6/6 = 1

HUECOS TETRAEDRICOS

NtetT = 3 prismasx4 (huecos/prima) = 12

(Huecos tetraedricos/Atomos) == [12/(3+2(1/2)+12(1/2)(1/3))] = 12/6 = 2

Á


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ESTRUCTURAS CRISTALINAS CERÁMICAS

LA MAYORÍA DE LAS CERÁMICAS SON COMPUESTOS FORMADOS PORELEMENTOS METÁLICOS Y NO METÁLICOS CUYOS ENLACES

INTERATÓMICOS PUEDEN SER DE CARÁCTER TOTALMENTE IÓNICO,DE CARÁCTER PREDOMINANTEMENTE IÓNICO CON ALGÚN CARÁCTERCOVALENTE, DE CARÁCTER PREDOMINANTEMENTE COVALENTE CON

ALGÚN CARÁCTER IÓNICO O DE CARÁCTER TOTALMENTECOVALENTE

PUESTO QUE EL ENLACE ATÓMICO EN LOS MATERIALES CERÁMICOSES PARCIALMENTE O TOTALMENTE IÓNICO, MUCHAS ESTRUCTURAS

CRISTALINAS DE LOS MATERIALES CERÁMICOS PUEDEN SERPENSADAS COMO COMPUESTAS DE IONES ELÉCTRICAMENTE

CARGADOS EN LUGAR DE ÁTOMOS



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PUESTO QUE LAS CERÁMICAS ESTÁN COMPUESTAS USUALMENTEPOR AL MENOS DOS ELEMENTOS Y A MENUDO POR MÁS DE DOS,

SUS ESTRUCTURAS CRISTALINAS SON GENERALMENTE MÁSCOMPLEJAS QUE LA DE LOS METALES

LA MAYORÍA DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS CONSISTEN ENDISPOSICIONES COMPACTAS DE LOS ANIONES CON UNO O MÁS TIPOS DECATIONES POSICIONADOS EN HUECOS TETRAÉDRICOS U OCTAÉDRICOS.

EN ESTAS ESTRUCTURAS TIENDE A PREDOMINAR EL ENLACE IÓNICO


OTRAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS CERÁMICAS CONSISTEN ENTETRAEDROS Y/O OCTAEDROS AISLADOS QUE SE UNEN ENTRE SI

COMPARTIENDO VÉRTICES O CARAS.

ESTAS ESTRUCTURAS NO PRESENTAN UN EMPAQUETAMIENTO TANELEVADO COMO LAS DE LOS METALES Y POSEEN UN GRADO ALTO DE

ENLACE COVALENTE DIRECCIONAL

S C S C Á C S CO SO O O


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LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS CERÁMICAS CON UN SOLOELEMENTO NO SON MUY ABUNDANTES.

LA MÁS IMPORTANTE ES LA ESTRUCTURA TIPO [DIAMANTE] QUE ESTA COMPUESTA POR EL CARBONO, QUE ES UN

ELEMENTO QUE EXISTE EN VARIAS FORMAS POLIMÓRFICAS,ASÍ COMO EN ESTADO AMORFO.

ESTRUCTURAS CERÁMICAS CON UN SOLO ELEMENTO

ELEMENTOS CON ESTRUCTURA DEL DIAMANTE

Cristal a (Å) Cristal a (Å)

C (Carbono) 3,56 Ge (Germanio) 5,65

Si (Silicio) 5,43 Sn (Estaño) 6,46

El parámetro a corresponde a la arista de la celda cúbica

EL DIAMANTE PUEDE CONSIDERARSE COMO UNA ESTRUCTURA DERIVADA


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Huecostetraédricos(Estructura

FCC): 8

DE LA ESTRUCTURA CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS, RELLENÁNDOSELA MITAD DE LOS HUECOS TETRAÉDRICOS EXISTENTES POR ÁTOMOS

IGUALES A LOS DEL EMPAQUETAMIENTO.

Celdilla unidad de laestructura cúbica del diamante

Huecosoctaédricos(Estructura

FCC): 4

LA CELDA PRIMITIVA CONSISTE EN DOS REDES CÚBICAS CENTRADA EN LASCARAS, LA PRIMERA CENTRADA EN EL PUNTO (0,0,0), Y LA SEGUNDA ESTÁ

CENTRADA EN EL (¼,¼ ,¼), O SEA QUE ESTÁ DESPLAZADA ¼ RESPECTO LADIAGONAL DEL CUBO DE LA PRIMERA RED.

ESTRUCTURAS CERÁMICAS TIPO CLORURO DE SODIO


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LOS ANIONES DE MAYORESDIMENSIONES Cl FORMAN UNEMPAQUETAMIENTO CÚBICO

DENSO, EN EL CUAL TODOSLOS HUECOS OCTAÉDRICOSESTÁN OCUPADOS POR LOSCATIONES Na, EN TANTO QUELOS HUECOS TETRAÉDRICOS

ESTÁN TOTALMENTEDESOCUPADOS

LA RED DEl NaCl PUEDECONSIDERARSE COMO EL

CONJUNTO DE DOSESTRUCTURAS CENTRADAS

EN LAS CARAS, CADA UNA DELAS CUALES CONTIENE

ÚNICAMENTE IONES DE UNSOLO SIGNO

CELDILLA UNIDAD:

4 IONES Na+

4 IONES Cl-

NC = 6

r Na+ = 0,116 nmr Cl- = 0,181 nm(r Na+/r Cl-) = 0,64


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LA ESTRUCTURA TIPO BLENDA DE CINC ORDINARIA O ESFALERITA (ZnS) ESTÁBASADA EN UN EMPAQUETAMIENTO CÚBICO COMPACTO DE ANIONES S2 –, EN

EL QUE LOS CATIONES Zn2+ OCUPAN LA MITAD DE LOS AGUJEROSTETRAÉDRICOS. LOS CATIONES SE COLOCAN EN LOS HUECOS DE TAL MODO

QUE SU SEPARACIÓN SEA MÁXIMA

Los doselementos

forman cuatroorbitales

híbridos (sp3)dirigidos hacialos vértices deun tetraedrocon el núcleo

S

Zn

r Zn2+ = 0,74 nmr S2- = 0,170 nm(r Zn2+/r S2-) = 0,435

CN = 4

CN = 4

ESTRUCTURA DE LAS CERÁMICAS COVALENTES / SiC


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ESTRUCTURA DE LAS CERÁMICAS COVALENTES / SiC

≈88 %

r Ca2+ = 0,106 nm (r 2+/r ) = 0 797 CN = 8

ESTRUCTURA CRISTALINA

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Sp3-Orbital.svg


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Ca ,r F- = 0,133 nm

(r Ca2+/r F-) = 0,797, CNC = 8TIPO FLUORITA

LA ESTRUCTURA DE LA FLUORITA (CaF2) ESTÁ BASADA EN UNÚ


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EMPAQUETAMIENTO CÚBICO CENTRADO EN LAS CARAS DE CATIONES (IONES Ca2+), EN EL QUE LOS ANIONES (IONES F-) OCUPAN TODOS LOS

HUECOS TETRAÉDRICOS (HAY DOS VECES MÁS DE ANIONES QUE DE CATIONES)

LA ESTRUCTURA ANTIFLUORITA ES IDÉNTICA A LA FLUORITA, PEROINTERCAMBIANDO CATIONES Y ANIONES (POR EJEMPLO, K2O, Li2O, Li2S)

FLUORCALCIO

CADA CATIÓNESTÁ

RODEADO DE8 ANIONES YCADA ANIÓN

DE 4CATIONES


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FLUOR

CALCIO

OTROS COMPUESTOS QUE TIENEN LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE

http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Coords/CaF2Bcell.cmdf


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OTROS COMPUESTOS QUE TIENEN LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE

LA FLUORITA INCLUYEN A CeO2, UO2, PuO2, ZrO2, ThO2, HfO2

LAS FORMAS POLIMORFICAS DEL ZrO2 Y DEL HfO2 ESTABLES A

TEMPERATURA AMBIENTE TIENEN UNA ESTRUCTURA TIPO[FLUORITA] DISTORSIONADA CON UNA SIMETRÍA MONOCLÍNICA

ESTRUCTURAFLUORITA

ESTRUCTURAANTIFLUORITA

ANION (O2-)

CATIÓN (K+)


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a) CÚBICA b) TETRAGONAL c) MONOCLÍNICA

ESTRUCTURA DEL CORINDON Al2O3 (M2X3)


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La estructura tipo [Corindón] es una estructura binaria de granimportancia. El óxido de aluminio, Al2O3, es el material más

importante que posee dicha estructura.Otros materiales son: Fe2O3-α, Cr 2O3, Ti2O3, V2O3, Ga2O3 y Rh2O3

Se trata de una red de Bravais romboédrica, pero que seaproxima mucho a una red hexagonal.

Hay 30 iones por cada celda unidad y la formula química Al2

O3

exige queestos 30 iones estén divididos en

12 Al3+ y 18 O2-

2 3 ( 2 3)

Los aniones O2- están dispuestos en un empaquetamiento


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p p qpróximo al hexagonal compacto y LOS CATIONES

RELLENAN 2/3 DE LOS HUECOS OCTAÉDRICOS. El númerode coordinación de los cationes es 6 y el de los aniones 4

Para lograr una distribución uniforme de los cationes y de losaniones, cada octaedro Al-O comparte una cara y tres aristas

con un octaedro adyacente.

r Al3+ = 0,057 nmr O2- = 0,132 nm

(r U4+/r O2-) = 0,432

NoctT = 3 prismasx2 (huecos/prima) = 6 Huecos rellenos = (2/3)6 = 4

(Huecos octaedricos/Atomos) == [6/(3+2(1/2)+12(1/2)(1/3))] = 6/6 = 1 Balance carga: 4x3 = 6x2


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LOS CATIONES SECOLOCAN EN LOS

HUECOS DE TAL MODOQUE SU SEPARACIÓN

SEA MÁXIMA

HUECOS OCTAEDRICOS


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Ntet = 2+ (2+2)(1/6) + (2+2)(1/3) = 2 + (4/6)+(4/3) = 4

Noct =2

HUECOS OCTAEDRICOS

NoctT = 3 prismasx2 (huecos/prima) = 6

(Huecos octaedricos/Atomos) == [6/(3+2(1/2)+12(1/2)(1/3))] = 6/6 = 1

HUECOS TETRAEDRICOS

NtetT = 3 prismasx4 (huecos/prima) = 12

(Huecos tetraedricos/Atomos) == [12/(3+2(1/2)+12(1/2)(1/3))] = 12/6 = 2

ESTRUCTURAS CERÁMICAS TERNARIAS


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MUCHAS CERÁMICAS COMERCIALES IMPORTANTES CONESTRUCTURAS TERNARIAS TIENEN COMPOSICIONES CON

MÁS DE TRES ELEMENTOS

DONDE MÁS DE UN ELEMENTO DE TAMAÑO COMPARABLE OCUPA UNMISMO TIPO DE

POSICIÓN ESTRUCTURAL.ASÍ, CUANDO SE EXPLORAN ESTRUCTURAS TERNARIAS, SE HARÁ

ÉNFASIS EN LAS POSICIONES ESTRUCTURALES MÁS BIEN QUE EN LA

COMPOSICIÓN QUÍMICA.

UNA ESTRUCTURA CERÁMICA TERNARIA CONSISTE, GENERALMENTE,ORDENAMIENTO DE ANIONES, COMPACTO O PRÓXIMO AL COMPACTO,

CON DOS CATIONES DE DIFERENTES TAMAÑOS O CARGAS, QUE SE

AJUSTAN EN LAS POSICIONES INTERSTICIALES APROPIADAS

LAS ESTRUCTURAS TERNARIAS SON SUMAMENTE IMPORTANTES PARA LA TECNOLOGÍADE LAS CERÁMICAS AVANZADAS

MUCHAS DE LAS COMPOSICIONES DE MATERIALES USADOS COMO DIELÉCTRICOSAVANZADOS, MATERIALES MAGNÉTICOS, SUPERCONDUCTORES Y MATERIALES

ÓPTICOS TIENEN ESTRUCTURAS TERNARIAS.

La estructura tipo [perovskita] implica CATIONES GRANDES (tamañoi il l ió ) d á d UN SEGUNDO CATIÓN MÁS PEQUEÑO


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similar al anión), además de UN SEGUNDO CATIÓN MÁS PEQUEÑOEL CATIÓN GRANDE SE UNE A LOS ANIONES EN UN ORDENAMIENTO

CÚBICO COMPACTO (FCC) Y ASÍ TIENE UN NÚMERO DECOORDINACIÓN IGUAL A 12.

EL CATIÓN MÁS PEQUEÑO LLENA UN CUARTO DE LOS LUGARESINTERSTICIALES OCTAÉDRICOS.

Existen cinco iones (un Ca2+, un Ti4+ y tres O2-) por celda unitaria.

r Ti4+ = 0,064 nmr Ca2+ = 0,106 nm

r Sr 2+ = 0,127 nm r O2- = 0,132 nm

(r Ti4+/r O2-)=0,485(r Ca2+/r O2-)=0,803

HUECO OCTAEDRICO


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(A).- VISTA CON EL CATIÓN A EN EL CENTRO DE UNCUBO Y EL CATIÓN B EN LOS VÉRTICES. LOS

ANIONES X ESTÁN EN EL CENTRO DE CADA LADODEL CUBO, MOSTRANDO LAS CUERDAS DE

OCTAEDROS BX6 COMPARTIENDO VÉRTICES, queSE EXTIENDEN EN TRES DIMENSIONES

PERPENDICULARMENTE ENTRE ELLAS A LOLARGO DE LAS DIRECCIONES CRISTALOGRÁFICAS

[100], [010] Y [001]. (B).- VISTA CON LOS ANIONES EN LAS POSICIONESCENTRADAS DE LAS CARAS DEL CUBO, EL CATIÓN

A EN LOS VÉRTICES DE CUBO Y EL CATIÓN B ENEL CENTRO DEL CUBO.

ESTRUCTURA TIPO

[PEROVSKITA IDEAL]

(A)

(B)


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CALCIO

TITANIO

OXÍGENO

ESTRUCTURADE LA

PEROVSKITA


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ESTRUCTURAS CERÁMICAS CON MAS DE TRES ELEMENTOS


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La celda unitaria del compuesto YBa2Cu3O7 aunque parece sercompleja, su bloque básico de construcción es la estructura simple de las

perovskitas, ABO3, que tienen una relación de dos átomos de metal por

cada tres átomos de oxígeno.

La celda unitaria delsuperconductor

1-2-3 resulta del apilamiento de

tres celdas cúbicas en las cuales,los átomos de Y (3+,r=0,106 nm) yBa (2+;r=0,143 nm), se encuentranocupando las posiciones del Ca, yel Cu(1+, r=0,096 nm); 2+, r=0,072

nm) las del Ti

De este modo resulta una celdaortorrómbica, cuyos parámetros

son: a = 3.817 Å,

b = 3.882 Å y c = 11.671 Å.

(Ca)

(Ti)

http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Coords/YBCO.cmdf


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YBa2Cu3O7 can be viewed as an Oxygen Deficient Perovskita

Y (3+) y Ba (2+)se encuentranocupando lasposiciones delCa, y el Cu(2+)

las del Ti

http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Coords/YBCO.cmdf


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perovskita 3

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