ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES

ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES

Sólido cristalino se puede decir que un sólido cristalino podría ser el hielo; ya que este posee un ordenamiento estricto y regular, es decir, que sus átomos, moléculas o iones ocupan posiciones especificas, estos sólidos suelen tener superficies planas o caras que forman ángulos definidos entre si. Los sólidos cristalinos adoptan diferentes formas y colores.

Sólido amorfo Amorfo quiere decir que estos sólidos no tienen forma.

Este sólido carece de un ordenamiento bien definido y de un orden molecular definido, algunos de estos sólidos son mezclas de moléculas que no se apilan, es decir que no pueden ir unos arriba de otros. Algún ejemplo de este tipo de sólidos son el hule y el vidrio.

Celda unitaria Es la unidad estructural que se repite en un sólido, cada sólido cristalino se representa con cada uno de los siete tipos de celdas unitarias que existen y cualquiera que se repita en el espacio tridimensional forman una estructura divida en pequeños cuadros.

A un modelo simétrico, que es tridimensional de varios puntos que define un cristal se conoce como una red cristalina.

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. La manera en que las esferas se acomodan en capas determina el tipo de celda unitaria final.

La estructura tridimensional se genera al colocar una capa encima y otra debajo de esta capa, de tal manera que las esferas de una capa cubren totalmente las esferas de la capa inferior.

Empaquetamiento compacto de esferas Las estructuras que los sólidos cristalinos adoptan son aquellas que permiten el Contacto más íntimo entre las partículas, a fin de maximizar las fuerzas de atracción entre ellas, cada esfera está rodeada por otras seis en la capa.

El modelo de empaquetamiento compacto de esferas trabaja con capas compactas de esferas dispuestas unas sobre otras. Este modelo es muy útil y eficaz para sistematizar y clasificar las estructuras más corrientes y usuales de los sólidos iónicos

En ambos tipos de empaquetamiento cada esfera posee un número de coordinación igual a 12. En ambos tipos de empaquetamiento existe dos tipos de huecos, octaédrico (espacio vacío que queda entre seis átomos) y tetraédrico (espacio vacío que queda entre cuatro átomos). Por cada N átomos de una estructura de empaquetamiento compacto existen N huecos octaédricos y 2N tetraédricos.

Diferencias estructurales y de comportamiento de los sólidos cristalinos y materiales vítreos

Cuando las moléculas que componen un sólido están acomodadas regularmente, decimos que forman un cristal. Y al sólido correspondiente le llamamos sólido cristalino o fase cristalina Existen muchos ejemplos de sólidos cristalinos como por ej., la sal de mesa (cloruro de sodio, Na Cl) y el azúcar (sacarosa, C 12 H 22 O 11).

Los sólidos como cristalinos porque las partículas macroscópicas que los forman (los cristales) tienen formas regulares: si examinamos cristales de cloruro de sodio bajo una lente de aumento, veremos que los cristales tienen forma de pequeños cubos.

El vidrio es una sustancia amorfa porque no es ni un

Sólido ni un líquido, sino que se halla en un estado vítreo en el que las unidades

Moleculares, aunque están dispuestas de forma desordenada, tienen suficiente

Cohesión para presentar rigidez mecánica.

2.1

LA ESTRUCTURA CRISTALINA ES EL CONCEPTO QUE DESCRIBE LA FORMA EN QUE SE ORGANIZAN LOS ATOMOS DE UN MATERIAL.

LA ESTRUCTURA CRISTALINA SE DETERMINA POR LA DIFRACCION DE RAYOS X.

SI ESTOS ATOMOS O IONES SE COLOCAN ORDENADAMENTE SIGUIENDO UN MODELO QUE SE REPITE EN LAS TRES DIRECCIONES DEL ESPACIO SE DICE QUE EL MATERIAL ES CRISTALINO SI LOS ATOMOS O IONES SE DISPONEN EN UN MODO TOTALMENTE ALEATORIO SIN SEGUIR NINGUN TIPO DE SECUENCIA DE ORDENAMIENTO ESTARIAMOS ANTE UN MATERIAL NO CRISTALINO O AMORFO.

Las sustancias se pueden clasificar como amorfas o cristalinas. En el estado amorfo, los átomos se encuentran mezclados en una manera completamente desordenada, y sus posiciones no guardan relación específica con la de sus vecinos.

La estructura cristalina, por su parte, consiste de átomos dispuestos según un orden geométrico regular. La disposición varía, según veremos, de una a otra sustancia

Todos los sólidos verdaderos son de naturaleza cristalina. Este hecho explica hasta cierto punto su rigidez, ya que el ordenamiento de átomos siguiendo un patrón geométrico, hace más difícil la distorsión de la estructura de un sólido.

Si un sólido se sujeta a esfuerzos inferiores a su límite elástico, cualquier distorsión producida es temporal y, cuando se retira el esfuerzo, el sólido retornara a su forma original. Así pues, la remoción del esfuerzo conduce a la remoción de la deformación, y decimos que la sustancia es elástica. La estructura amorfa es típica de todos los líquidos, ya que los átomos se pueden mover fácilmente con respecto a los demás átomos, puesto que no se sujetan a un patrón predeterminado. Una estructura amorfa, por lo tanto no posee elasticidad sino sólo plasticidad o movilidad. Entre las substancias amorfas se incluyen muchas que normalmente se consideran como sólidos. El vidrio es uno de ellos, por ser un líquido al que se ha obligado a pasar a su punto de congelación y, en la condición“sólido” amorfo es la brea. Nuevamente, éste es un líquido sumamente viscoso, y si colocamos un trozo de él en un recipiente y lo dejamos durante un tiempo considerable, encontraremos que gradualmente ha fluido para ajustarse a la forma del recipiente. La viscosidad de los líquidos es una propiedad relativa, que depende de la rapidez del cambio de momento de la fuerza de desplazamiento, cuando se aplica esta última. Así pues el agua, bajo la acción de un impacto rápido se comporta en una forma similar a la brea bajo la acción de una carga continua.

Lo anterior parece sugerir que los metales, aun cuando básicamente cristalinos en su forma, contienen cierto material amorfo. Además, el desgarramiento tiene lugar más rápidamente al elevarse la temperatura y es bien sabido que los líquidos amorfos fluyen más fácilmente a temperaturas más altas, cuando la viscosidad se reduce. Cuando un líquido puro se solidifica formando un sólido cristalino, lo hace a una temperatura fija llamada punto de solidificación. Durante el proceso de cristalización (proceso de solidificación), los átomos toman posiciones siguiendo un patrón geométrico determinado, ver figura No. 1. Y mientras lo anterior tiene lugar, hay desprendimiento de calor (calor latente de solidificación)

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