Estrutura de Sólidos Cristalinos

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SÓLIDOS 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 
 
 
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 
 
 
 
 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Tipos de celdas unitarias 
SÓLIDOS 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 CRISTALINOS 
Celda cúbica simple (sc) 
Ejemplos : α-Po, Hg 
 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda cúbica simple (sc) 
Cúbica simple 
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% 
 
 
 
 
 
   
52.0
6)r2(
r34
a
r34
V
V
3
3
3
3
celda
ocupado
====

 
a 
 
r 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc) 
Ejemplos: Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc) Cúbica centrada en el cuerpo
Nº de coordinación:8
Átomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2
Relación entre la longitud de arista y el radio del átomo:
4
a 3
r =
Eficacia del empaquetamiento: 68%
Cúbica centrada en el cuerpo (BCC): Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba.
 
b c 
b
2
=a
2
+a
2
 
c
2
=a
2
+b
2
=3a
2
 
c= 4r =(3a
2
)
1/2
 
   
68.0
8
3
)
3
r4(
r342
a
r342
V
V
3
3
3
3
celda
ocupado
=

=

=

=
Cúbica centrada en el cuerpo
Nº de coordinación:8
Átomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2
Relación entre la longitud de arista y el radio del átomo:
4
a 3
r =
Eficacia del empaquetamiento: 68%
Cúbica centrada en el cuerpo (BCC): Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba.
 
b c 
b
2
=a
2
+a
2
 
c
2
=a
2
+b
2
=3a
2
 
c= 4r =(3a
2
)
1/2
 
   
68.0
8
3
)
3
r4(
r342
a
r342
V
V
3
3
3
3
celda
ocupado
=

=

=

=
 
a 
 
c 
 b 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda cúbica centrada en las caras (fcc) (Empaquetamiento compacto 
ABC) 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda cúbica centrada en las caras (fcc) 
Ejemplos: NaCl 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda cúbica centrada en las caras (fcc) 
 
a 
 
4r 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda hexagonal compacta (hc) (Empaquetamiento compacto ABA) 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Celda hexagonal compacta (hc) 
Ejemplos: Be, Mg, Zn, Cd, Ti 
SÓLIDOS 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
 
c 
a 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Tipos de cristales 
Cristales iónicos 
Características 
– La cohesión se debe a enlaces iónicos (50-100 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, Al2O3, BaCl2, sales y silicatos 
 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Tipos de cristales 
Cristales covalentes 
Características 
– La cohesión cristalina se debe únicamente a enlaces covalentes 
(100-1000 kJ/mol) 
Propiedades 
– Duros e incompresibles 
– Malos conductores eléctricos y del calor 
Ejemplos 
– 2 alótropos de carbón (Cgrafito y Cdiamante, cuarzo (SiO2) 
 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
Tipos de cristales 
Cristales covalentes 
– 2 alótropos de carbón Cgrafito y Cdiamante 
 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
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) 
SÓLIDOS CRISTALINOS 
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 
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