estructura geometrica cristalina

ESTRUCTURAS Y GEOMETRIA
CRISTALINA

REDES ESPACIALES Y CELDILLAS UNIDAD
La estructura física de los materiales en
ingeniería tiene gran importancia principalmente
en cuanto a la disposición de los átomos, iones o
moléculas que constituyen el sólido y de las
fuerzas de enlace entre ellos.

Si los átomos o iones de un sólido están ordenados según una
disposición que se repite en lastres dimensiones, forman un
sólido que se dice posee estructura cristalina y es referido
como sólido cristalino o material cristalino. Ejemplos: metales,
aleaciones y algunos materiales cerámicos.
La disposición atómica en los sólidos cristalinos se puede
representar considerando a los átomos como los puntos de
intersección de una red de líneas en tres dimensiones. Esta red
se denomina redespacial y se puede describir como una
composición de puntos tridimensional infinita. Cada punto de la
red espacial tiene idéntico entorno.

Orden de corto alcance comparado con orden de largo alcance
Si no se consideran las imperfecciones que aparecen en los materiales,
entonces existen tres niveles de arreglo atómico.

Sin orden
En gases como el argón, los átomos no tienen orden y llenande
manera aleatoria el espacio en el cual esta confinado el gas.
Orden de corto alcance
Un material muestra orden de corto alcance si el arreglo especial de
los átomos se extiende solo a los vecinos mas cercanos de dicho
átomo. Cada molécula de agua en fase vapor tiene un orden de corto
alcance debido a los enlaces covalentes entre los átomos de hidrogeno
y oxigeno; esto es, cada átomo deoxigeno esta unido a dos átomos de
hidrogeno, formando un ángulo de 104.5° entre los enlaces. Sin
embargo, las moléculas de agua no tienen una organización especial
entre si.

ORDEN DE LARGO ALCANCE
Los metales, semiconductores, muchos materiales
cerámicos e incluso algunos polímeros tienen una
estructura cristalina en la cual los átomos muestran
tanto un orden de corto alcance como unorden de
largo alcance; el arreglo atómico especial se
extiende por todo el material. Los átomos forman un
patrón repetitivo, regular, en forma de rejilla o de red.
La red es un conjunto de puntos, conocidos como
puntos de red, que están organizados siguiendo un
patrón periódico de forma que el entorno de cada
punto en la red es idéntico.

La red difiere de un material a otro tanto entamaño como en forma, dependiendo del
tamaño de los átomos y del tipo de enlace
entre ellos.
La estructura cristalina de un material se
refiere al tamaño, la forma y la organización
atómica dentro de la red.

CELDAS UNITARIAS
La celda unitaria es la subdivisión de la red cristalina
que sigue conservando las características generales de
toda la red. En este texto, se vera la celda unitariay la
estructura cristalina de manera indistinta. En la figura
se muestra una celda unitaria en una red. Al apilar
celdas unitarias idénticas, se puede construir toda la
red.

Se identifican 14 tipos de celdas unitarias o redes de
Bravais agrupadas en siete sistemas cristalinos. Los
puntos de la red están localizados en las esquinas de
las celdas unitarias y, en algunos casos, encualquiera
de las caras o en el centro de la celda unitaria.

Características de la celda unitaria o de la red
En el caso más sencillo, a cada punto de red le
corresponderá un átomo, pero en estructuras más
complicadas,
como
materiales
cerámicos
y
compuestos, cientos de átomos pueden estar
asociados a cada punto de red formando celdas
unitarias extremadamente complejas. En el primer
caso,se pueden obtenerse sencillamente diversas
características de la red cristalina, las cuales se
describen a continuación:

a. Parámetro de red (ao, bo, co). Para Askeland
(1998), representan el tamaño y la forma de la celda
unitaria, incluyendo las dimensiones de los costados
de la celda unitaria y los ángulos formados entre
ellos.
b. Número de puntos de red por celda unitaria....