Materiales. Estructura sólidos cristalinos y amorfos

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Published on February 19, 2014

Author: ignacioroldannogueras

Source: slideshare.net

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Ciencia y tecnología de materiales. Estructura sólidos cristalinos y amorfos.

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2 Tema 2: Estructura de los sólidos cristalinos y no cristalinos. 2.1.- Ordenamiento atómico de corto y largo alcance. Estructuras cristalina y vítrea. 2.2.- Conceptos de red cristalina y celdilla elemental. Sistemas cristalinos. 2.3.- Celdillas elementales de los metales. 2.4.- Representación de planos y direcciones cristalinas. Índices de Miller. 2.5.- Densidades atómicas en cristales. Sistemas máximo compactos. Secuencias de empaquetamiento en cristales máximo-compactos. 2.6.- Estructuras cristalinas de los materiales no metálicos. 2.7.- Estructuras no cristalinas

3 OBJETIVOS GENERALES:

4 2.1.- Ordenamiento atómico de corto y largo alcance. Estructuras cristalina y vítrea.  Desordenación (gases)  Ordenamiento particular (de corto alcance): vecinos más cercanos  Ordenamiento general (de largo alcance): metales, semiconductores, cerámicos y polímeros. a)Gases inertes b)Vapor de agua c)Vidrio d)Metales y sólidos

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2.2.- Conceptos de red cristalina y celdilla elemental. Sistemas cristalinos 7

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2.3.- Celdillas elementales de los metales. 17

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20 Se denomina alotropía a la propiedad que presentan algunos metales de existir, en estado sólido, conformando diferentes estructuras a temperaturas específicas, de modo que la transformación se realiza de forma reversible y a una temperatura definida.

21 (fcc)

22 •Nº átomos por celda unitaria. •Radio atómico en función de parámetro de red. •Direcciones máximo compactas: aquellas a lo largo de las cuáles los átomos hacen contacto continuo. •Índice de coordinación: nº de átomos que se encuentran en contacto con 1 átomo en particular (nº de vecinos más cercanos). Indica la eficiencia del empaquetamiento. •Factor de empaquetamiento atómico: fracción de espacio ocupada por los átomos, suponiendo que sean esferas sólidas.

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25 Ver enlaces: http://www.esi2.us.es/IMM2/estructur as_cristalinas/cci.html Y http://www.esi2.us.es/IMM2/estructur as_cristalinas/ccc.html

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2.4.- Representación de planos y direcciones cristalinas. Índices de Miller. 29

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2.5.- Densidades atómicas en cristales. Sistemas máximo compactos. Secuencias de empaquetamiento en cristales máximo-compactos. 49

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CCC ó FCC 62

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CCI ó BCC 65

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68 HC ó HCP

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72 A modo ilustrativo, se muestra una comparativa del tamaño de átomo de la estructura (en el centro) y los átomos de mayor tamaño que podrían alojarse en los respectivos intersticios para los diferentes tipos de celdillas. Dos son los aspectos a destacar en esta figura. - Para un determinado radio del átomo anfitrión, las estructuras que podrían albergar los átomos mayores serían las estructuras compactas (CCC y HC), aunque esto pueda parecer insólito. - En las estructuras CCC y HC los intersticios mayores son los octaédricos, en tanto que para la CCI, los mayores son los tetraédricos. http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/comparativa.html

INDICES O NÚMEROS DE COORDINACIÓN 73

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77 ¿Cómo surgen las estructuras que hemos estudiado? Imaginemos que nos enfrentamos al problema de apilar átomos —que consideraremos como esferas idénticas— lo más apretadamente posible y de modo que el conjunto resulte con cierto ordenamiento. La siguiente figura ilustra tres posibles formas de conseguir esto. Designaremos como I, II y III a los tres tipos de planos obtenidos. Planos de tipo I, tipo II y tipo III. El polígono sobreimpreso en cada uno de ellos señala el patrón de ordenamiento que siguen los átomos de cada plano: cuadrado, rectangular y hexagonal, respectivamente.

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DIRECCIONES Y PLANOS DE MÁXIMA COMPACIDAD

84 EMPAQUETAMIENTOS MÁXIMO COMPACTOS

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2.6.- ESTRUCTURAS CRISTALES NO METÁLICOS CRISTALINAS DE LOS MATERIALES NO METÁLICOS. 96

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CRISTALES NO METÁLICOS 115 115

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LA ESCALA ATÓMICA DE LOS MATERIALES MOLECULARES 156

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162 2.7.- ESTRUCTURAS NO CRISTALINAS.

CRISTALES NO METÁLICOS 163

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