Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-511

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Una celda unitaria es la unidad estructural básica que se repite en un sólido crista-
lino. La i gura 11.14 muestra una celda unitaria y su extensión en tres dimensiones. Cada 
esfera representa un átomo, ion o molécula y se denomina punto reticular. En muchos 
cristales este punto en realidad no contiene tal partícula; en su lugar, puede haber varios 
átomos, iones o moléculas distribuidos en forma idéntica alrededor de cada punto reticu-
lar . Sin embargo, para simplii car se supone que cada punto reticular está ocupado por un 
solo átomo. Éste es el caso para la mayoría de los metales. Cada sólido cristalino se re-
presenta con uno de los siete tipos de celdas unitarias que se muestran en la i gura 11.15. 
La geometría de la celda unitaria cúbica es particularmente simple porque todos los lados 
y ángulos son iguales. Cualquiera de las celdas unitarias, al reproducirlas en el espacio 
tridimensional, forman una estructura reticular característica de un sólido cristalino.
Empaquetamiento de esferas 
Los requerimientos geométricos generales para que se forme un cristal se entienden si se 
analizan las distintas formas en que se pueden empacar varias esferas idénticas (por ejem-
plo, las pelotas de ping-pong) para formar una estructura tridimensional ordenada. La 
manera en que las esferas se acomodan en capas determina el tipo de celda unitaria i nal.
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El hecho de que el hielo sea menos denso que el agua tiene una profunda implicación ecológica. Considere como 
ejemplo los cambios de temperatura en el agua dulce de un lago 
en un clima frío. A medida que la temperatura del agua cercana 
a la superi cie desciende, su densidad aumenta. El agua más fría 
entonces se hunde hacia el fondo mientras que el agua más tibia, 
que es menos densa, sube a la superi cie. Este movimiento nor-
mal de convección continúa hasta que la temperatura en toda el 
agua alcanza 4°C. Por debajo de esta temperatura, la densidad 
del agua comienza a descender con la disminución de la tempe-
ratura (vea la i gura 11.13), de manera que ya no se va hacia el 
fondo. Con mayor enfriamiento, el agua de la superi cie comien-
za a congelarse. La capa de hielo formada no se hunde debido a 
que es menos densa que el agua líquida; incluso actúa como 
aislante térmico para el agua que se encuentra por debajo de 
ella. Si el hielo fuera más pesado, se hundiría hasta el fondo del 
lago y i nalmente el agua se congelaría en forma ascendente. La 
mayoría de los organismos que habitan en el agua no sobrevivi-
rían y se congelarían. Por fortuna, el agua de los lagos no se 
congela desde el fondo hacia la superi cie. Esta propiedad pecu-
liar del agua hace posible la pesca deportiva en hielo.
¿Por qué los lagos se congelan desde la superfi cie hacia el fondo?
QUÍMICA
 en acción
Pesca en hielo. La capa de hielo que se forma en la superfi cie del lago aísla 
el agua que está por debajo y mantiene la temperatura lo sufi cientemente 
alta para preservar la vida acuática.
Animación
Empaquetamiento de esferas
Animación
Celdas unitarias cúbicas y sus 
orígenes