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• Felipe Garcia

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Taller 1 (Capítulos 1 y 2) 1. Defina los siguientes términos: a. Orbital b. Electrón c. Enlace 2. ¿Cuántos sistemas de clasificación de materiales existen? Describa 1 de ellos y clasifique los siguientes materiales según el sistema escogido: a. Estaño b. Bronce c. Grafeno d. Diamante e. Vidrio 3. Defina los siguientes términos y dé un ejemplo de cada uno: a. Material policristalino b. Material amorfo 4. ¿Cuáles factores ambientales pueden afectar a los materiales? Y ¿Qué pueden ocasionar estos factores sobre los materiales? Dé al menos 3 ejemplos de lo que pueden ocasionar los factores ambientales 5. Todo electrón es un ______________________________________________________ que tiene asociado una ______________________________________________, la cual por simplicidad se nota con la nomenclatura 1s, 2s, 2px, 2py, 2pz, etc. Si se usa la ecuación de Schrödinger sobre la _____________________________________, se puede hallar la ________________ del electrón y si se realiza la siguiente operación |Ψ|2 se puede obtener __________________ 6. ¿Matemáticamente cómo se genera un enlace?, ¿Por qué un enlace no es lo mismo que una interacción?, ¿Qué tienen en común los enlaces y las interaciones? 7. ¿Por qué los metales son buenos conductores de corriente eléctrica?, ¿Por qué el grafito es más frágil que el cobre? 8. Ordene de mayor a menor punto de fusión (m.p.) y explique por qué a. Fe b. Diamante c. NaCl d. H2O 9. Defina los siguientes términos: a. Distancia interatómica b. Energía de enlace 10. Establezca la relación matemática entre la fuerza interatómica, la energía interatómica (de enlace) y el equilibrio 11. Escriba 3 propiedades que estén relacionadas con la energía de enlace y/o la fuerza interatómica

Taller 2 (Capítulo 3) 1. ¿Por qué algunos materiales no generan una estructura periódica durante su síntesis? 2. Haga las 5 redes de Bravais para el caso bidimensional (recuerde qué: Hay sólo 5 formas distintas de arreglar puntos en 2-D de forma tal que cada punto tenga alrededores idénticos) 3. Explique por qué no existe una red de Bravais tetragonal centrada en las caras (haga una representación gráfica) 4. Calcule el radio en mm de los átomos que generan las siguientes estructuras a. FCC metal with a0=407.86 pm b. BCC metal with a0=0.31652 nm Con el radio atómico hallado determine la identidad de cada metal y calcule su densidad. Determine la densidad y su desviación respecto a lo reportado en literatura (la tabla periódica, libros, etc) 5. Determine la estructura cristalina e identidad de un metal con a0=302.78 pm y r=131.1 pm y 2 átomos por celda unitaria 6. Calcule la distancia de repetición a lo largo de las direcciones [110] del cobre FCC (a0= 0.3615 nm) y para la dirección [111] del hierro BCC (a0=0.2866 nm), de igual forma determine: densidad lineal y fracción de empaquetamiento (lea la sección 3-5 del libro guía). 7. Calcule la densidad planar y la fracción de empaquetamiento planar de los planos (001) y (002) del Fe-BCC (a0=0.2866 nm) 8. a. Dibuje la dirección [121] y el plano (121), ¿Qué encontró de raro entre el plano y la dirección? b. Dibuje los planos (222) y (111) para una celda tetragonal (si es posible dibújelos en el mismo sistema coordenado) y los planos (120) y (011) para una celda cúbica c. Determine los índices de Miller de los planos A y B y las direcciones C y D de la figura 1, los planos A, B y C en las figuras 2 y 3.

Figura 3

Figura 1

Figura 2

Un haz de rayo-X es observado de los planos (220) del hierro a un ángulo 2θ=99.1° cuando la longitud de onda de los rayos-X es de 0.15418 nm. Calcule el parámetro de red del hierro 10. La figura a continuación muestra los resultados de difracción de rayos-X en forma de la gráfica Intensidad de los picos difractados Vs el ángulo 2θ. Si los rayos-X tienen una longitud de onda de 0.07107 nm determine: 9.

a. Estructura cristalina del metal b. Los índices de los planos que producen cada pico c. Los parámetros de red del metal

11. Esperaría usted que el CsBr tenga la estructura del NaCl, CsCl, zinc blenda o fluorita. De acuerdo a su respuesta determine (𝑟𝐵𝑟− = 1.96 Å /𝑟𝐶𝑠− = 1.67 Å) a. Parámetros de red b. Densidad lineal c. Factor de empaquetamiento 12. El Galio (Ga) tiene una estructura ortorrómbica con a0=0.45258 nm, b0=0.45186 nm y c0=0.76570 nm. El radio atómico es 0.1218 nm, su densidad es de 5.905 g/cm 3 y su peso atómico de 69.72 g/mol. Determine: a. El número de átomos por celda unitaria b. El factor de llenado 13. Por encima de 882°C titanio tiene una estructura BCC con a0=0.332 nm. Por debajo de esta temperatura tiene una estructura HCP con a0=0.2978 nm y c0=0.4735 nm. Determine el porcentaje de cambio de volumen cuando el Ti BCC se transforma a HCP. ¿Es una contracción o expansión?

Taller 3 (Capítulo 4) Calcule el número de vacancias por cm3 del cobre a 1080°C (justo debajo del m.p.). La energía necesaria para formar una vacancia es de 83.68 kJ/mol 2. La densidad de una muestra de paladio FCC es 11.98 g/cm3 y su parámetro de red es 3.8902 Å, calcule a. La fracción de puntos reticulares que contienen vacancias b. El número total de vacancias en un cm3 3. Átomos de estaño son introducidos en una estructura FCC de cobre, produciendo una aleación con un parámetro de red de 3.7589x10-8 cm y una densidad de 8.772 g/cm3. Calcule el porcentaje atómico de estaño presente en la aleación. 4. Cuáles son los índices de Miller de las direcciones de deslizamiento: a. En el plano (111) de la celda FCC b. En el plano (110) de la celda BCC 5. Determine el espaciamiento interplanar y la longitud del vector de Burgers para el deslizamiento en el sistema de deslizamiento esperado en el aluminio FCC. Repita el procedimiento, asumiendo que el sistema de deslizamiento es el plano (110) y la dirección [11̅1] 6. ¿Por qué un metal se comportaría como un material frágil si no tuviese dislocaciones? 7. Un monocristal de un metal FCC es orientado de forma tal que la dirección [001] es paralela al esfuerzo aplicado de 5000 psi. Calcule el esfuerzo cortante resultante que actúa sobre el plano de deslizamiento (111) en las direcciones de deslizamiento [1̅10], [01̅1] y [101̅]. ¿Cuál dirección de deslizamiento se activará primero? 8. Un monocristal de un metal BCC es orientado de forma tal que la dirección [001] es paralela al esfuerzo aplicado. Si el esfuerzo cortante resuelto crítico necesario para ocasionar un deslizamiento es 12000 psi, calcule la magnitud del esfuerzo aplicado para ocasionar que se genere un deslizamiento en la dirección [11̅1] en los planos de deslizamiento (110), (011) y (101̅) 9. ¿Por qué se produce una deformación plástica?, ¿Cómo se comportaría una barra de metal si no tuviese dislocaciones? 10. ¿Se podría determinar el ángulo entre la normal al plano de deslizamiento y la dirección del esfuerzo realizado (φ) y el ángulo entre el esfuerzo direccionado y la dirección del esfuerzo realizado (λ) realizando un ensayo de esfuerzo deformación sobre un metal policristalino? 11. Cuando τr