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Enlace y estructuras cristalinas 1 Tema 1: Enlace y estructuras cristalinas Enlace y estructuras cristalinas 2 Átomos Los materiales están hechos de átomos. El peso de un elemento viene dado por su masa atómica, que indica la masa promedio de un solo átomo en umas. Equivalentemente, es la masa en gramos de 6,022×1023 átomos (un mol) de ese elemento. Las propiedades de un material dependen de: • Cuáles son los átomos (elementos químicos) que lo constituyen. • Cómo son las fuerzas que los mantienen unidos. • Cómo se ordenan espacialmente esos átomos. Número atómico (Z): número de protones Enlace y estructuras cristalinas 3 Tabla periódica de los elementos Enlace y estructuras cristalinas 4 El Al (3s2 3p1) cede 3 e− Al3+: 1s2 2s2 2p6 (como el Ne) El Cl (3s2 3p5) acepta 1 e− Cl−: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (como el Ar) Configuración electrónica Indica cómo se distribuyen los electrones en los orbitales atómicos: Al (Z = 13): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Los electrones que ocupan los orbitales incompletos (electrones de valencia) determinan la mayoría de las propiedades de los materiales. Son los principales implicados en los enlaces químicos entres los átomos. El resto (s2, p6, d10, f14) tienen una influencia muy escasa. Los átomos son especialmente estables si tienen todos sus orbitales llenos (como los gases nobles). Esto determina su tendencia a ceder o a aceptar electrones, formando iones (cationes y aniones): Enlace y estructuras cristalinas 5 Electronegatividad Aumenta hacia la derecha y hacia arriba Electronegatividad: tendencia de un átomo a ganar electrones Enlace y estructuras cristalinas 6 Enlaces en sólidos Energía potencial de dos átomos a distancia r TIPOS DE ENLACES: Primarios: • Iónico • Covalente • Metálico Secundarios: • De Van der Waals • Por puentes de hidrógeno El enlace entre átomos en un sólido es el resultado del equilibrio de fuerzas de atracción (entre los electrones negativos y los núcleos positivos) y de repulsión (entre los núcleos y entre los electrones). Enlace y estructuras cristalinas 7 Enlace iónico Entre elementos con electronegatividades muy diferentes (Ej.: NaCl): [Ne] 3s1 [Ne] 3s2 3p5 • Si se aplica una ligera fuerza se rompe el equilibrio eléctrico entre los iones: fragilidad. • Poca conductividad eléctrica por la localización de los electrones y la dificultad de movimiento de los iones. • Enlace poco direccional (átomos esféricos). Cl− Na+ Enlace y estructuras cristalinas 8 Enlace covalente Entre elementos con electronegatividades iguales o parecidas (Ej.: Si): Si [Ne] 3s2 3p2 • Enlaces fuertes y direccionales: alta dureza y poca ductilidad (Ej.: diamante). • Escasa conductividad eléctrica (Ej.: semiconductores). • Muchos materiales cerámicos y poliméricos tienen enlaces parcial o totalmente covalentes. Los átomos de silicio comparten los electrones y así alcanzan la configuración de gas noble. Enlace y estructuras cristalinas 9 Enlace covalente También se da en el interior de las cadenas de polímeros (C-C, C-H...) Polietileno Enlace y estructuras cristalinas 10 Enlace metálico Los átomos ceden los electrones de valencia y forman un “mar de electrones”. • Movilidad de electrones: alta conductividad eléctrica y térmica. • Enlace poco direccional: ductilidad, fácil conformación plástica. Los núcleos, cargados positivamente, se unen por atracción mutua con los electrones, cargados negativamente Enlace y estructuras cristalinas 11 Enlaces mixtos En casi todos los materiales los enlaces son mayoritariamente de un tipo, pero parcialmente de otro tipo. Ejemplos: • Si: mayoritariamente covalente, con cierto carácter metálico. • ZnSe: mayoritariamente covalente, con parte iónica. • ZrO2: mayoritariamente iónico, con parte covalente. % covalencia = 100 exp[-(XA-XB)2/4] (Pauling) XA, XB: electronegatividades de los átomos A y B Enlace y estructuras cristalinas 12 Enlaces secundarios • Enlace de Van der Waals: muy débiles, de naturaleza dipolar. PVC • Puentes de hidrógeno: Enlace y estructuras cristalinas 13 Estructuras cristalinas Estado cristalino vs. estado amorfo ESTADO CRISTALINO ESTADO AMORFO Enlace y estructuras cristalinas 14 ESTADO CRISTALINO: Periodicidad y regularidad en la distribución espacial de los átomos. Los materiales que lo presentan se llaman CRISTALES. Implica anisotropía en algunas propiedades. Estado cristalino vs. estado amorfo Enlace y estructuras cristalinas 15 ESTADO AMORFO: Irregularidad en la distribución espacial de los átomos. Los materiales que lo presenta se llaman VIDRIOS. Implica isotropía en todas las propiedades. Estado cristalino vs. estado amorfo Enlace y estructuras cristalinas 16 Red cristalina La distribución espacial de los átomos (tipos de átomos, distancias entre ellos, etc.) sigue un patrón periódico a lo largo de tres direcciones del espacio: red cristalina. Enlace y estructuras cristalinas 17 (Dibujo en 2D) Celdilla unidad La red cristalina se puede generar mediante la traslación repetida de una celda a lo largo de tres direcciones del espacio, llamadas ejes cristalográficos. La celda más pequeña que representa la simetría de la red es la celdilla elemental o celdilla unidad. Enlace y estructuras cristalinas 18 (Dibujo en 2D) Celdilla unidad La red cristalina se puede generar mediante la traslación repetida de una celda a lo largo de tres direcciones del espacio, llamadas ejes cristalográficos. La celda más pequeña que representa la simetría de la red es la celdilla elemental o celdilla unidad. Enlace y estructuras cristalinas 19 (Dibujo en 2D) Celdilla unidad La red cristalina se puede generar mediante la traslación repetida de una celda a lo largo de tres direcciones del espacio, llamadas ejes cristalográficos. La celda más pequeña que representa la simetría de la red es la celdilla elemental o celdilla unidad. Enlace y estructuras cristalinas 20 Sistemas cristalinos Las formas de las distintas celdillas unidad (dimensiones y ángulos) determinan los sistemas cristalinos. Se clasifican en función de la simetría, es decir las relaciones entre los parámetros de red a, b, c (dimensiones de la celdilla a lo largo de los ejes cristalográficos) y por los ángulos que forman entre sí: , , a b c a b = b c = c a = Enlace y estructuras cristalinas 21 Los 7 sistemas cristalinos Sistema Parámetros Ángulos Cúbico a = b = c = = = 90° Tetragonal a = b ≠ c = = = 90° Ortorrómbico a ≠ b ≠ c = = = 90° Monoclínico a ≠ b ≠ c ≠ 90°, = = 90° Triclínico a ≠ b ≠ c ≠ ≠ ≠ 90° Romboédrico a = b = c = = ≠ 90° Hexagonal a = b ≠ c = = 90°, = 120° Enlace y estructuras cristalinas 22 Las 14 redes de Bravais Diferentes redes pueden tener la misma simetría: los 7 sistemas cristalinos dan lugar a las 14 redes de Bravais. En una red de Bravais cada punto representa un átomo o grupo de átomos. Sistema Redes de Bravais Cúbico Simple, centrada, centrada en las caras (3) Tetragonal Simple, centrada (2) Ortorrómbico Simple, centrada, centrada en las bases, centrada en las caras (4) Monoclínico Simple, centrada en las bases (2) Triclínico Triclínica (1) Romboédrico Romboédrica (1) Hexagonal Hexagonal (1) Auguste Bravais Enlace y estructuras cristalinas 23 REDES CÚBICAS Las 14 redes de Bravais FCCCS BCC Enlace y estructuras cristalinas 24 REDES TETRAGONALES Las 14 redes de Bravais Enlace y estructuras cristalinas 25 Las 14 redes de Bravais REDES ORTORRÓMBICAS Enlace y estructuras cristalinas 26 REDES MONOCLÍNICAS Las 14 redes de Bravais Enlace y estructuras cristalinas 27 RED TRICLÍNICA Las 14 redes de Bravais RED ROMBOÉDRICA RED HEXAGONAL Enlace y estructuras cristalinas 28 Estructuras de los elementos La estructura cristalina combina una red de Bravais más uno o varios átomos en cada punto. Enlacey estructuras cristalinas 29 Estructuras cristalinas de metales La mayoría de metales cristalizan en una de estas tres estructuras: Fe, Cr, W, Mo Fe, Al, Cu, Ag, Au, Ni Be, Zn, Mg, Cd Modelo de átomos puntiformes Enlace y estructuras cristalinas 30 Estructura cúbica centrada (CC ) o cúbica centrada en el cuerpo (BCC) Bruselas: Atomium Modelo de esferas rígidas en contacto Esta estructura consiste en una red de Bravais BCC con un átomo en cada punto de la red. Enlace y estructuras cristalinas 31 Estructura cúbica centrada en las caras (CCC o FCC) Modelo de esferas rígidas en contacto Esta estructura consiste en una red de Bravais FCC con un átomo en cada punto de la red. Enlace y estructuras cristalinas 32 Estructura hexagonal compacta (HCP) Modelo de esferas rígidas en contacto Esta estructura consiste en una red de Bravais HCP con DOS ÁTOMOS en cada punto de la red. Enlace y estructuras cristalinas 33 22 2 4Ra a 4 2 Ra Radio atómico vs. parámetro de red Estructura a en función de R CS 2a R BCC 4 3 Ra FCC 4 2 Ra HCP 2a R 1.633c a Para calcular la relación entre ambos hay que saber en qué direcciones “se tocan” los átomos y hacer algo de geometría... Enlace y estructuras cristalinas 34 Número de átomos por celdilla Los átomos de los vértices contribuyen con 1/8 Las átomos de las caras con 1/2 Los átomos de las aristas con 1/4 FCC: 8 vértices y 6 caras Nº = 4 Estructura Nº de átomos por celda CS 1 BCC 2 FCC 4 HCP 6 Es el número total de átomos completos que hay dentro de la celdilla. Enlace y estructuras cristalinas 35 Índice de coordinación (IC) BCC: IC = 8 IC: número de átomos vecinos que mantienen la misma distancia respecto a un átomo dado. Estructura Índice de coordinación CS 6 BCC 8 FCC 12 HCP 12 Enlace y estructuras cristalinas 36 Factor de empaquetamiento (FE) celdilla átomos V V FE = FCC (4 átomos por celdilla): 3 3 a a R 3 44 3 4 2 3 16 FE = = = 0.74 Estructura Factor de empaquetamiento CS 0.52 BCC 0.68 FCC 0.74 HCP 0.74 Indica la fracción de espacio que está llena, considerando los átomos como esferas rígidas y macizas en contacto: Enlace y estructuras cristalinas 37 Estructura Átomos por celda IC FE Metales CS 1 6 0.52 Po- BCC 2 8 0.68 Fe-, Cr, Na, W, Mo FCC 4 12 0.74 Fe-, Cu, Al, Ag, Ni HCP 6 12 0.74 Mg, Ti, Zn, Be, Co Resumen Enlace y estructuras cristalinas 38 Empaquetamiento compacto En el plano (2D), el empaquetamiento más eficiente se consigue con una red hexagonal (también llamada triangular): Área por átomo = D2·sen60º D Área por átomo = D2 Por ejemplo, una red cuadrada es menos compacta: D 60º A un plano de átomos con simetría hexagonal se le llama plano compacto. Enlace y estructuras cristalinas 39 No se ha demostrado matemáticamente cuál es el modo más eficiente de empaquetar esferas del mismo tamaño en 3 dimensiones. Una forma muy eficiente se consigue apilando planos compactos de modo que los átomos de un plano ocupen los huecos triangulares del plano contiguo. Sin embargo, hay varias formas posibles de apilar planos compactos, y dan lugar a estructuras diferentes. Empaquetamiento compacto Enlace y estructuras cristalinas 40 Empaquetamientos compactos Enlace y estructuras cristalinas 41 ABABAB... Hexagonal compacto A B A Enlace y estructuras cristalinas 42 A B A ABABAB... Hexagonal compacto Enlace y estructuras cristalinas 43 ABCABC... Cúbico centrado en las caras A B C Enlace y estructuras cristalinas 44 ABCABC... Cúbico centrado en las caras Enlace y estructuras cristalinas 45 Estructura cúbica centrada en las caras (FCC) Enlace y estructuras cristalinas 46 Estructura cúbica centrada en las caras (FCC) Enlace y estructuras cristalinas 47 Estructura cúbica centrada en las caras (FCC) Enlace y estructuras cristalinas 48 Estructura cúbica centrada en las caras (FCC) Enlace y estructuras cristalinas 49 Estructura cúbica centrada en las caras (FCC) Enlace y estructuras cristalinas 50 Estructuras compactas y no compactas Compactas No compacta BCCFCC HCP FE = 0.74 FE = 0.68 Enlace y estructuras cristalinas 51 Densidad Densidades de algunos elementos (g/cm3): La densidad de un material (masa por unidad de volumen) depende del peso de los átomos que lo forman y del modo en que se empaquetan. 1 cm3 Para los mismos átomos, la densidad es mayor para fases cristalinas que amorfas, y para estructuras compactas que no compactas. Li: 0,53 Na: 0,97 H2O: 1 g/cm3 Mg: 1,74 Al: 2,70 Ti: 4,54 Fe: 7,87 Co: 8,89 Ni: 8,90 Cu: 8,95 Ir: 22,65 Os: 22,59 Pt: 21,45 Enlace y estructuras cristalinas 52 Polimorfismo y alotropía Polimorfismo: un compuesto puede presentar varias estructuras cristalinas diferentes (cada una de ellas estable en unas ciertas condiciones de presión, temperatura, etc.). Ejemplo: SiO2: cuarzo, cristobalita, tridimita, sílice amorfa. En el caso de los elementos el polimorfismo se llama alotropía. Ejemplos: carbono, hierro Enlace y estructuras cristalinas 53 Alotropía del carbono Diamante Grafito C60 Nanotubos Grafeno Enlace y estructuras cristalinas 54 Alotropía del hierro Fe (BCC) Fe (BCC). Los aceros ferríticos tienen esta estructura Fe (FCC). Los aceros austeníticos tienen esta estructura Enlace y estructuras cristalinas 55 Densidad de aceros Ferríticos: 7,7 gr/cm3 Austeníticos: 7,9 - 8,2 gr/cm3 Enlace y estructuras cristalinas 56 La mayor parte de los materiales comunes son policristalinos: están formados por monocristales (granos) orientados en direcciones cristalográficas diferentes. Policristalinos Monocristales y policristales Monocristalinos Enlace y estructuras cristalinas 57 Las propiedades en un monocristal son en general anisótropas: dependen de la dirección en la que se miden. En un material policristalino suelen ser isótropas si los granos se orientan aleatoriamente. En ciertas condiciones es posible obtener un material policristalino con sus granos orientados preferencialmente. Se dice que se ha inducido textura, y en ese caso las propiedades pueden ser anisótropas. Muchos polímeros son semicristalinos, es decir, una parte es amorfa y otra cristalina. Monocristales y policristales Enlace y estructuras cristalinas 58 Materiales policristalinos Los granos son regiones monocristalinas con sus ejes cristalográficos orientados en direcciones diferentes. Su tamaño puede ir desde fracciones de micra hasta cientos de micras. Las fronteras entre granos adyacentes son los bordes de grano. Grano (monocristal) Borde de grano Enlace y estructuras cristalinas 59 Nucleación Fundido Núcleos Solidificación completa Bordes de grano Crecimiento de granos Cristalitos Coalescencia de granos Solidificación de policristales Los granos pueden aparecer cuando el material se produce por solidificación del fundido. Enlace y estructuras cristalinas 60 Direcciones cristalográficas Dirección cristalográfica: Vector que une dos puntos de la red. Se representa por tres números: [hkl] Familia de direcciones cristalográficas Aquellas direcciones equivalentes: <hkl> Enlace y estructuras cristalinas 61 Cómo determinar una dirección cristalográfica 1. Se traslada el vector hasta el origen. Cualquier vector se puede trasladar a lo largo de la red si se mantiene el paralelismo. 2. Se determina la proyección del vector a lo largo de los tres ejes de coordenadas en unidades de las dimensiones de la celda unidad. 3. Se multiplican o dividen por un factor común con el fin de reducirlos al menor entero posible. 4. Se indican los tres índices entre corchetes y sin comas. A veces los valores negativos se indican con una barra sobre el índice correspondiente. [1/2 1 1/2] ×2= [1 2 1] [1/2 1 0] ×2 = [1 2 0] Enlace y estructuras cristalinas 62 Planos cristalográficos Plano cristalográfico Tres puntos de la red definen un plano. Se representan por tres números: (hkl) Índices de Miller Familia de planos cristalográficos: Aquellos planos equivalentes: {hkl} - Enlace y estructuras cristalinas 63 Cómo determinar los índices de Miller de un plano cristalográfico 1. Si el plano pasa por el origen se desplaza adecuadamente. 2. Se determinan las coordenadas de la intersecciones con los ejes. Si el plano coincide con un eje, la intersección es infinito. 3. Los inversos se multiplican o dividen por un factor común con el fin de reducirlos al menor entero posible. 4. Se indican los tres índices entre paréntesis y sin comas. Los valores negativos se indican con una barra sobre el índice correspondiente. )122()122(2 )2/111()211( inversos )001()1( inversos )211()2/111( inversos Enlace y estructuras cristalinas 64 Difracción de rayos X (XRD) Difracción: dispersión de la luz por una serie de objetos separados regularmente y de dimensiones comparables con la . a ~ 1Å ~ 1Å rayos X Utilidad: disposición atómica, parámetros de red, identificación de estructuras de sólidos cristalinos y de fases, ... Interferencia constructiva Interferencia destructiva Enlace y estructuras cristalinas 65 Ley de Bragg: n = 2dhkl sin 2 2 2hkl ad h k l XRD por los planos A y B Para estructuras cúbicas: Difracción de rayos X (XRD) W. H. Bragg W. L. Bragg Enlace y estructuras cristalinas 66 Barriendo el ángulo van apareciendo las reflexiones correspondientes a las distintas familias de planos. Difracción de rayos X Enlace y estructuras cristalinas 67 Difractograma de rayos X Wolframio. En el difractograma aparecen picos correspondientes a todas las familias de planos. Los valores del ángulo para los que aparecen y su intensidad nos permiten resolver la estructura del material y sus parámetros de red. Enlace y estructuras cristalinas 68 HUECOS OCTAÉDRICOS Cúbica centrada en las caras (FCC). Hueco central y en el punto medio de cada arista. 4 huecos por celdilla (1+¼×12) Cabría un átomo con un radio de 0.414a. Átomo en vértice del cubo Átomo en centro de las caras http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/cci.html a Huecos en redes cristalinas cúbicas Enlace y estructuras cristalinas 69 Huecos en redes cristalinas cúbicas HUECOS OCTAÉDRICOS http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/cci.html 6 huecos por celdilla (¼×12 + ½×6) Cabría un átomo con un radio de 0.155a. Cúbica centrada en el cuerpo (BCC). Centros de las caras y aristas. Átomo en vértice del cubo Átomo en centro del cubo Enlace y estructuras cristalinas 70 Huecos en redes cristalinas cúbicas HUECOS TETRAÉDRICOS http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/cci.html Cúbica centrada en las caras (FCC). Centro de cada uno de los 8 cubitos en que se puede dividir la celda elemental. 8 huecos por celdilla Cabría un átomo con un radio de 0.225a. Enlace y estructuras cristalinas 71 Huecos en redes cristalinas cúbicas HUECOS TETRAÉDRICOS http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/cci.html Cúbica centrada en el cuerpo (BCC). 12 huecos por celdilla Cabría un átomo con un radio de 0.291a. La red bcc tiene más huecos que la fcc, que es compacta. Enlace y estructuras cristalinas 72 • Algunas cerámicas son amorfas (vidrios) y otras cristalinas. • Las estructuras cristalinas son más complejas que las de los metales, pues en general tienen al menos dos átomos diferentes. • Están determinadas por: - Elementos que las forman - Tipo de enlace - Estequiometría - Relación de tamaños de los átomos o iones - Cargas de los iones (para conseguir neutralidad) • Algunas adoptan el nombre de un mineral que presenta esa estructura. Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 73 CARÁCTER IÓNICO O COVALENTE: Carácter iónico Carácter covalente Diamante CsCl Porcentaje de carácter iónico en el enlace CaF2 89 MgO 73 NaCl 67 SiO2 51 ZnS 18 SiC 12 % covalencia = 100 exp[-(XA-XB)2/4] (Pauling) XA, XB: electronegatividades de los elementos A y B Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 74 • AX • Estructura del cloruro de sodio (NaCl) • Estructura del cloruro de cesio (CsCl) • Estructura del sulfuro de cinc, blenda (ZnS) • AmXp • Estructura de la fluorita (CaF2) • Estructura del corindón (Al2O3) •AmBnXp • Estructura de la perovskita (CaTiO3) • Estructura de la espinela AB2O4 (A ión metálico +2 , B ión metálico +3) Estructuras cristalinas habituales en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 75 Las 14 redes de Bravais Diferentes redes pueden tener la misma simetría: los 7 sistemas cristalinos dan lugar a las 14 redes de Bravais. En una red de Bravais cada punto representa un átomo o grupo de átomos. Sistema Redes de Bravais Cúbico Simple, centrada, centrada en las caras (3) Tetragonal Simple, centrada (2) Ortorrómbico Simple, centrada, centrada en las bases, centrada en las caras (4) Monoclínico Simple, centrada en las bases (2) Triclínico Triclínica (1) Romboédrico Romboédrica (1) Hexagonal Hexagonal (1) Enlace y estructuras cristalinas 76 Estructura NaCl Ejemplos: MgO CaO SrO CoO TiN ZrN Red cúbica centrada en las caras con un ión Cl− en la posición (0 0 0) y un ión Na+ en la posición (0 0 ½) Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 77 Estructura CsCl Ejemplos: CsCl CsBr CsI Red cúbica simple con un ión Cl− en la posición (0 0 0) y un ión Cs+ en la posición (½ ½ ½) Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 78 Red fcc con 8 huecos tetraédricos Zn2+ S2- Estructura blenda ZnS Ejemplos: ZnS, SiC, CdS, BeO, InAs El ZnS es electroluminiscente; el color se consigue dopando. Panel electroluminiscente de un salpicadero de coche Discos de corte de SiC Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 79 Estructura fluorita CaF2 Ejemplos: CaF2 ZrO2 CeO2 ThO2 UO2 Objetivo de fotografía con lente de fluorita sintética. Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 80 Hueco tetraédrico en red hexagonal compacta Estructura corindón Al2O3 Al3+ O2— Al2O3: ocupación del Al de huecos tetraédricos Láser de rubí. El rubí es corindón con impurezas de Cr, que le aportan el color rojo. Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 81 Estructura perovskita CaTiO3 Ba2+ Ti4+ O2– Huecos octaédricos en red FCC BaTiO3 Ocupación por el Ti de hueco intersticial octaédrico Ecografía obtenida con un transductor de perovskita PZT (zirconato-titanato de plomo) Estructuras cristalinas en cerámicas Enlace y estructuras cristalinas 82 Amorfo. Cadenas desordenadas Largas cadenas moleculares: repetición de monómero Polímeros amorfosPolímeros amorfos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 83 Tipos de cadenas que forman el polímero amorfo Lineal Ramificada Entrecruzada Reticulada Polímeros amorfosPolímeros amorfos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 84 Cadenas entrecruzadas por enlaces de puentes de hidrogeno: Nylon Polímeros amorfosPolímeros amorfos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 85 PVC Cadenas entrecruzadas por enlaces de Van der Waals: PVC Polímeros amorfosPolímeros amorfos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 86 Vulcanización del caucho Mediante una reacción química con azufre, se crean puentes de entrecruzamiento entre cadenas unidas por enlace covalente: + AZUFRE Polímeros amorfosPolímeros amorfos Estructuras cristalinas en polímerosEnlace y estructuras cristalinas 87 CristalinoAmorfo Las cadenas poliméricas pueden empaquetarse con ordenamiento periódico, dando lugar a una distribución atómica ordenada. La cristalinidad se ve favorecida por: • Solidificación lenta • Cadenas lineales • Simetría • Sencillez química Región cristalina Polímeros semicristalinosPolímeros semicristalinos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 88 Celdilla unidad del PE cristalino Polímeros semicristalinosPolímeros semicristalinos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 89 El ordenamiento de las cadenas sigue distintos modelos: Micela con flecos Cadena plegada Esferulitas Polímeros semicristalinosPolímeros semicristalinos Estructuras cristalinas en polímeros Enlace y estructuras cristalinas 90 Estructuras cristalinas en polímeros Amorfo Polímeros semicristalinosPolímeros semicristalinos Como se verá en temas posteriores, la estructura cristalina y el grado de entrecruzamiento entre cadenas afecta de forma importante al comportamiento del polímero, que agruparemos en tres familias: termoplásticos, termoestables y elastómeros.
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