QUIMICA DE MATERIALES

QUIMICA DE MATERIALES

TEMA 6. MATERIALES METÁLICOS, CERÁMICOS Y POLÍMEROS

Estructura de los materiales cerámicos

Enlace en Cerámicos

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Porcentaje de carácter iónico y covalente del enlace para algunos materiales cerámicos

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Empaquetamiento de iones en estructura iónicas

Estructura iónica: Empaquetamiento de aniones y cationes en posiciones de red e intersticios. Los iones tienden a empaquetarse densamente para disminuir la energía total.

Factores que determinan empaquetamiento:

Rcatión/Ranión

Electroneutralidad

Indice de coordinación. Cuanto mayor es el índice de coordinación mayor es la estabilidad

Compartición de poliedros (compartir vértices antes que aristas o caras)

Posiciones intersticiales en redes compactas

Huecos tetraédricos

Huecos octaédricos

intersticio-octaedrointersticio-tetraedro

Principales Estructuras Cristalinas

Estructura cristalina tipo NaCl

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Estructura cristalina tipo CsCl

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Estructura cristalina tipo blenda (ZnS)

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Estructura cristalina tipo fluorita (CaF2)

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Estructura cristalina tipo Antifluorita (Li2O)

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Estructura cristalina tipo Corindón (Al2O3)

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Estructura cristalina tipo Espinela (MgAl2O4)

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Estructura cristalina tipo Perovskita (CaTiO3)

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Cerámicas Covalentes

Diamante

Todos los átomos con hibridación sp3

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Grafito

Todos los átomos con hibridación sp2

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Si3N4

El Si hibridación sp3, origina Tetraedros SiN4

El N hibridación sp2. Estructura abierta

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Estructura de los silicatos

Unidad básica estructural: formula123

Si está en coordinación tetraédrica

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Tipo de enlace: 50% iónico-50% covalente

rcatión/ranión= 0.29, origina estructructura estable con una coordinación tetraédrica

Los tetraedros están unidos por los vértices.

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Estructuras

Estructuras de silicatos aislados.

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Estructuras de silicatos En cadena. Los tetraedros están unidos por dos oxígenos.

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Estructuras de silicatos En planos. Los tetraedros están unidos por tres oxígenos de un mismo plano.

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Estructuras tridimensionales (Sílice). Los tetraedros están unidos por los cuatro oxígenos del tetraedro.

a_lz_ceramicos27 Cuarzo

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Feldespatos

Estructura similar a la Sílice, se reemplaza el silicio por aluminio, se compensa la carga negativa con cationes volumnosos Na+, K+, Ca2+, Ba2+, en las posiciones intersticiales.

Es el componente principal de cerámica tradicionales

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