Guia Quimica

El estudio del estado solido es el estudio de los CRISTALES.

CRISTAL se define como un cuerpo rigido en el cual sus partículas están ordenadas en un patrón que se repite.

Los enlaces del cristal determinan parcialmente las propiedades del cristal.

Las sustancias que parecen ser solidas pero no son cristalinas, al examinar su estructura encontamos un arreglo desordenado de partículas, se dice entonces que estos materiales son AMORFOS.

Generalidades del Estado Solido.. DENSIDAD.-Todas las sustancias son mas densas que en el estado liquido y gaseoso….. PUNTO DE FUSION….Temperatura a la cual se transforma un solido cristalino en liquido a la presión de atmosfera….PUNTO DE EBULLICION…Temperatura a la que la presión de vapor de un liquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho liquido…ELASTICIDAD…Capacidad a deformarse al aplicar una F y regresar al estado original. …COHESION..-Capacidad de un material de tener unidos los atomos de su estructura… RESISTENCIA.. Causa que opone a acción de una Fuerza….TENACIDAD.-Resistencia a esfuerzos de tracción antes de romperse…. DUREZA.-Calidad de los cuerpos que no se rayan o dejan penetrar con facilidad. DUCTIBILIDAD.-Capacidad para deformarse en Hilos. MALEABILIDAD.- Capacidad para deformarse en Laminas.

ARREGLO ATOMICO.-Juega un papel importante en la determinación de la microestructura y en el comportamiento de un material solido.

Arreglo atomico SIN ORDEN, en los gases nobles no tiene orden y llenan de manera aleatoria el espacio en el cual esta confinado el gas.

ORDEN DE CORTO ALCANCE, un material muestra un orden de corto alcance si el arreglo espacial de los atomos se extiende solo a los vecinos mas cercanos de dicho atomo, ej. Agua, Vidrios Ceramicos, Polimeros.(Estos son materiales amorfos)

ORDEN DE LARGO ALCANCE.- Materiales semiconductores, muchos cerámicos en incluso algunos polímeros tienen una estructura cristalina, en la cual los atomos muestran tanto orden de corto como de largo alcance; el arreglo se extiende por todo el material, formando un patrón repetitivo en forma de rejilla o red.

LA RED, conjunto de puntos, conocido como Puntos de Red, que están organizados siguiendo un patrón periódico de forma en que cada punto en la red es idéntico. Esta difiere de un material a otro por el tamaño de atomos y enlace.

ESTRUCTURA CRISTALINA.- Refiere a tamaño forma y organización atómica de la red.

CELDA UNITARIA.- Es la subdivisión de la red cristalina que sigue conservando las características generales de toda la red.

Se identifican 14 TIPOS de celdas unitarias o REDES DE BRAVAIS agrupadas en 7 sistemas cristalinos, los puntos de red están localizados en las esquinas de las celdas o en alguna de las caras.

CARACTERISTICAS 7 SISTEMAS CRISTALINOS

ESTRUCTURA EJE ANGULO

CUBICA a=b=c Todos 90

TETRAGONAL a=b≠c Todos 90

ORTORROMBICA a≠b≠c Todos 90

HEXAGONAL a=b≠c Dos de 90 y uno 120

ROMBOEDRICA a=b=c Todos iguales, ninguno 90

MONOCLINICA a≠b≠c Dos de 90 y uno distinto a 90

TRICLINICA a≠b≠c Todos son distintos, No hay 90

PARAMETRO DE RED.- describen tamaño y forma de la celda unitaria, incluye dimensiones de los costados y angulos. La longitud se da en nanómetros 10-9 m o angstrom 10-10m.

NUMERO DE ATOMOS POR CELDA UNITARIA, Cada una de las celdas unitarias esta definida por un numero especifico de puntos de red. El numero de Red proveniente de todas las posiciones de esquina en una celda unitaria es.

1 punto de Red/ 8 Esquinas 8 Esquina/ Celda = 1 Punto de Red/ Celda Unitaria

MODELOS DE CELDA UNITARIA. Cubica Simple CS Cubica Centrada en el Cuerpo CC y Cubica Centrada en las Caras CCC.

*Puntos de red por celda CS=1 CC=2 CCC=4

Las direcciones en la celda unitaria a lo largo de las cuales los atomos están en contacto continuo son las DIRECCIONES COMPACTAS.

NUMERO DE COORDINACION.- El numero de atomos que tocan a otro en particular es decir el numero de vecinos mas cercanos es el numero de coordinación y es una indicación que tan estrecha y eficazmente están empaquetados los atomos.

FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO. El factor de empaquetamiento es la fracción del espacio que es ocupada por atomos suponiendo que los atomos son esferas solidas. La expresión es

F Emp= (Numero Atm/Celda)(Volumen)/ Volumen Celda U.

DENSIDAD.- La densidad teorica de un metal se puede calcula utilizando las propiedades de la estuctura cristalina. La formula general es:

Densidad= (atomos/ celda)(masa atómica de cada atomo)/ (volumen celda U)(Numero Avogadro)

Los materiales que pueden tener mas de una estructura cristalina se llaman alotrpicos o polimórficos. El termino alotropía se reserva para este comportamiento en elementos puros. El poliformismo es un termino mas general.Ej El Hierro a baja Temperatura es CC y a alta es CCC

COORDENADAS DE LOS PUNTOS, es posible localizar ciertos puntos, como las posiciones de los atomos en la red o en la celda unitaria, construyendo el sistema Dextrogiro, la distancia se mide en función del numero de parámetros de red.

DIRECCION EN LA CELDA UNITARIA. Ciertas direcciones son de particular importancia,(deformaciones, etc) LOS INDICES DE MILLER

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