Taller Estructuras Cristalinas
Taller estructuras cristalinas 1. Defina a) sólido cristalino y b) sólido amorfo. Solución. a) sólido cristalino: Están
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- Oscar Alexander Contreras Monroy
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Taller estructuras cristalinas 1. Defina a) sólido cristalino y b) sólido amorfo. Solución. a) sólido cristalino: Están compuestos por átomos cuya estructura está ordenados
de manera regular formando redes cristalina, cuya configuración regular puede alcanzar distancias muy grande. b) sólido amorfo: El sólido amorfo es un estado sólido de la materia en el que las partículas que conforman el sólido carecen de formas y caras definidas, y a su vez de una estructura ordenada. 2. Defina una estructura cristalina. Dé ejemplos de materiales que tengan estructuras cristalinas. Solución. La estructura cristalina es la forma sólidos de cómo se ordenan y
empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio. La cristalografía es el estudio científico de los cristales y su formación 3. Defina a) red cristalina y b) patrón. Solución. a) red cristalina: La red cristalina está formada por iones de signo opuesto, de
manera que cada uno crea a su alrededor un campo eléctrico que posibilita que estén rodeados de iones contrarios. b) Patrón: un patrón que se repite en el espacio tridimensional. La unidad mínima de este patrón se llama celda. la forma en que se ordenan los átomos en la celda es la estructura cristalina. De esta manera, tenemos diferentes tipos de estructuras cristalinas en función de la forma en que se ordenan los átomos. 4. Defina celda unitaria de una red cristalina. ¿Qué constantes de red definen una celda unitaria. Solución.
Una celda unitaria es la porción más simple de la estructura cristalina que al repetirse mediante traslación reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptan una distribución regular de átomos o iones en el espacio. Se trata de un arreglo espacial de átomos que se repite en el espacio tridimensional definiendo la estructura del cristal. ¿Qué constantes de red definen una celda unitaria. Se trata de un arreglo espacial de átomos que se repite en el espacio tridimensional definiendo la estructura del cristal. Se caracteriza por tres vectores que definen las tres direcciones independientes del sistema de coordenadas de la celda. Esto se traduce en seis parámetros de red, que
son los módulos, a, b y c, de los tres vectores, y los ángulos α, β y γ que forman entre sí. Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional, de tal manera que las coordenadas de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos por combinación lineal con los coeficientes enteros. 5. ¿Cuáles son las 14 celdas unitarias de Bravais? Solución.
6. ¿Cuáles son las tres estructuras cristalinas más comunes en los metales? Indique cinco metales que tengan alguna de estas estructuras cristalinas. Solución.
BCC:(cromo hierro molibdeno potasio Sodio) FCC:(aluminio cobre oro plomo níquel) HCP:(cadmio zinc magnesio cobalto circonio) 7.
¿Cuántos átomos por celda unitaria hay en la estructura cristalina BCC? Solución.
En la celda unitaria BCC hay 2 átomos. 8. ¿Cuál es el número de coordinación para los átomos en la estructura cristalina BCC? Solución.
RT. Numero de coordinación: 8 9. ¿Cuál es la relación entre la longitud de una arista a en la celda unitaria BCC y el radio de sus átomos? Solución. R/ la relación que presentan está dada por la siguiente formula
10. El molibdeno a 20°C es BCC y tiene un radio atómico de 0.140 nm. Calcule el valor para su constante de red a en nanómetros. Solución.
a=
4𝑟 √3
=
4(0.140𝑛𝑚) √3
= 0.3233𝑛𝑚
11. El niobio a 20°C es BCC y tiene un radio atómico de 0. 143 nm. Calcule el valor de su constante de red a en nanómetros. Solución.
a=
4𝑟 √3
=
4(0.143𝑛𝑚) √3
= 0.3302𝑛𝑚
12. El litio a 20°C es BCC y tiene una constante de red de 0.35092 nm. Calcule el valor del radio atómico de un átomo de litio en nanómetros. Solución.
13. El sodio a 20°C es BCC y tiene una constante de red de 0 .42906 nm. Calcule el valor del radio atómico de un átomo de sodio en nanómetros. Solución.
14. ¿Cuántos átomos por celda unitaria hay en la estructura cristalina FCC? Solución.
En la celda unitaria BCC hay 4 átomos. 15. ¿Cuál es el número de coordinación para los átomos en la estructura cristalina FCC? Solución. Numero de coordinación: 12
16. El oro es FCC y tiene una constante de red de 0.40788 nm. Calcule el valor del radio atómico de un átomo de oro en nanómetros. Solución.
a=
4𝑟 √3
=
4(0.40788𝑛𝑚) √3
= 0.9419𝑛𝑚
17. El platino es FCC y tiene una constante de red de 0.39239 nm. Calcule el valor del radio atómico de un átomo de platino en nanómetros. Solución.
a=
4𝑟 √3
=
4(0.39239𝑛𝑚) √3
= 0.90618𝑛𝑚