estructura de los sÓlidos

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ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS TEMA 3

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ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS. TEMA 3. TIPOS DE SÓLIDOS. Sólidos cristalinos Los átomos, iones o moléculas se empaquetan en un arreglo ordenado Sólidos covalentes ( diamante, cristales de cuarzo), sólidos metálicos, sólidos iónicos. Sólidos amorfos No presentan estructuras ordenadas - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOSESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

TEMA 3

Page 2: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

TIPOS DE SÓLIDOSTIPOS DE SÓLIDOS

Sólidos cristalinos

Los átomos, iones o moléculas se empaquetan en un arreglo ordenado

Sólidos covalentes ( diamante, cristales de cuarzo), sólidos metálicos, sólidos iónicos.

Sólidos amorfos

No presentan estructuras ordenadasVidrio y hule

Page 3: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Estructura de los sólidos cristalinos

Celda unitariaEs la unidad estructural de un sólido cristalino. Mínima unidad que da toda la información acerca de la estructura de un cristal

Page 4: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

Estructura de los sólidos cristalinos

Celda unitaria

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Page 5: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

La estructura del sólido cristalino se representa mediante la repetición de la celda unidad en las tres direcciones del espacio

Celda unidad

Translación eje y

Translación eje X

Translación eje Z

Page 6: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

Sistemascúbico a = b = c =90ºtetragonal a = b c =90ºortorrómbico a b c =90ºmonoclínico a b c =90º 90ºtriclínico a b c 90ºhexagonal a = b c 90º =120ºromboédrico a = b = c 90º

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOSTipos de celdas unitarias

Page 7: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Empaquetamientos de esferas

Las esferas se empacan de forma distinta. Cada arreglo distinto presenta un número de coordinación

Empaquetamiento no compacto

– Celda unitaria Celda cúbica simple

– Celda unitaria Celda cúbica centrada en el cuerpo

Empaquetamiento compacto

– Celda unitaria Celda cúbica centrada en las caras (ABC)

– Celda unitaria Celda hexagonal compacta (ABA)

Page 8: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica simple (sc)

Ejemplos : α-Po, Hg

Page 9: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica simple (sc)

a

r

Page 10: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc)

Ejemplos: Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba

Page 11: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica centrada en el cuerpo (bcc)C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o

N º d e c o o r d i n a c i ó n : 8

Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 1 c e n t r o = 2

R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l r a d i o d e l á t o m o :

4

a 3r

E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 6 8 %

C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o ( B C C ) : F e , C r , M o , W , T a , B a .

68.0

8

3

)3

r4(

r342

a

r342

V

V3

3

3

3

celda

ocupado

C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o

N º d e c o o r d i n a c i ó n : 8

Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 1 c e n t r o = 2

R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l r a d i o d e l á t o m o :

4

a 3r

E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 6 8 %

C ú b i c a c e n t r a d a e n e l c u e r p o ( B C C ) : F e , C r , M o , W , T a , B a .

b 2 = a 2 + a 2 c 2 = a 2 + b 2 = 3 a 2 c = 4 r = ( 3 a 2 ) 1 / 2

68.0

8

3

)3

r4(

r342

a

r342

V

V3

3

3

3

celda

ocupado

a

c

b

Page 12: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica centrada en las caras (fcc) (Empaquetamiento compacto ABC)

Page 13: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica centrada en las caras (fcc)

Ejemplos: NaCl

Page 14: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda cúbica centrada en las caras (fcc)

a

4r

C ú b i c a c e n t r a d a e n l a s c a r a s ( F . C . C . ) :

N º d e c o o r d i n a c i ó n : 1 2

Á t o m o s p o r c e l d a : 8 a r i s t a s * 1 / 8 + 6 c a r a s * 1 / 2 = 4

R e l a c i ó n e n t r e l a l o n g i t u d d e a r i s t a y e l

r a d i o d e l á t o m o : ( 4 r ) 2 = a 2 + a 2

E f i c a c i a d e l e m p a q u e t a m i e n t o : 7 4 %

C o b r e

74.0

2

r4r34

a

r344

V

V

2/1

3

3

3

celda

ocupado

Page 15: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda hexagonal compacta (hc) (Empaquetamiento compacto ABA)

Page 16: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda hexagonal compacta (hc)

Ejemplos: Be, Mg, Zn, Cd, Ti

Page 17: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Celda hexagonal compacta (hc)

Hexagonal (h.c.):

Nº de coordinación:12

Átomos por celda: 2

Para el hexágono (3celdas):

12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos

Eficacia del empaquetamiento: 74%

Parámetros: a = ancho del hexágono

c= altura; distancia entre dos planos

razon axial c/a para esferas en contacto=1.633

Be c/a = 1.58

Cd c/a = 1.88

Hexagonal compacta (h.c): Be, Mg, Zn, Cd, Ti

c

a

Hexagonal (h.c.):

Nº de coordinación:12

Átomos por celda: 2

Para el hexágono (3celdas):

12 vérticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6átomos

Eficacia del empaquetamiento: 74%

Parámetros: a = ancho del hexágono

c= altura; distancia entre dos planos

razon axial c/a para esferas en contacto=1.633

Be c/a = 1.58

Cd c/a = 1.88

Hexagonal compacta (h.c): Be, Mg, Zn, Cd, Ti

Page 18: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Tipos de cristales

Cristales iónicosCaracterísticas

– La cohesión se debe a enlaces iónicos (50-100 kJ/mol)

– Formados por especies cargadas

– Aniones y cationes de distinto tamañoPropiedades

– Duros y quebradizos

– Puntos de fusión altos

– En estado líquido y fundido son buenos conductores de la electricidad

Ejemplos

– NaCl, Al2O3, BaCl2, sales y silicatos

Page 19: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOSTipos de cristales

Cristales covalentesCaracterísticas

– La cohesión cristalina se debe únicamente a enlaces covalentes (100-1000 kJ/mol)

Propiedades

– Duros e incompresibles

– Malos conductores eléctricos y del calorEjemplos

– 2 alótropos de carbón (Cgrafito y Cdiamante, cuarzo (SiO2)

Page 20: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOSTipos de cristales

Cristales covalentes– 2 alótropos de carbón Cgrafito y Cdiamante

Page 21: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Tipos de cristales

Cristales molecularesCaracterísticas

– Formados por moléculas

– Unidos por fuerzas de Vas der Waals (1 kJ/mol) o enlaces por puentes de H

Propiedades

– Blandos, compresibles y deformables

– Puntos de fusión bajos

– Malos conductores del calor y electricidadEjemplos

– SO2, I2, H2O(s)

Page 22: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS CRISTALINOSSÓLIDOS CRISTALINOS

Tipos de cristales

Cristales metálicosCaracterísticas

– Cada punto reticular está formado por un átomo de un metal

– Los electrones se encuentran deslocalizados en todo el cristal

Propiedades

– Resistentes debido a la deslocalización

– Debido a la movilidad de los electrones, buenos conductores de la electricidad

Ejemplos

– Ca, Na, Li

Page 23: ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS

SÓLIDOS AMORFOSSÓLIDOS AMORFOS

Los átomos o moléculas que lo forman no se encuentran en posiciones fijas del cristal y por tanto, carecen de una distribución tridimensional regular

VidrioProducto de fusión de materiales inorgánicos que se han enfriado a un estado sólidos sin cristalizar

Sus principales componentes son

– SiO2, NaO2 y B2O3 fundidos

El color del vidrio es debido a la presencia de iones metálicos

– Fe2O3, CuO color verde

– UO2 color amarillo

– CoO, CuO color azul

– Au y Cu color rojo