Tipos básicos de estructura cristalina
Descripción
Comprender la disposición de los átomos dentro de un cristal es fundamental para el estudio de la ciencia de los materiales. Las estructuras cristalinasdeterminan muchas de las propiedades físicas de los materiales, como su resistencia, conductividad y características ópticas. Esta entrada del blog habla de los distintos tipos de estructuras cristalinas y del concepto dered.
Tipos de estructuras cristalinas
Los cristales pueden clasificarse en varios tipos en función de su disposición atómica. Las clasificaciones más comunes incluyen:
Sistema cristalino cúbico
El sistema cúbico es una de las estructuras cristalinas más simples y simétricas. Presenta tres ejes iguales que se cruzan en ángulo recto.
Sistema tetragonal
En el sistema tetragonal, dos ejes tienen la misma longitud, mientras que el tercero es más largo o más corto, manteniendo ángulos de 90 grados entre ellos.
Sistema cristalino ortorrómbico
El sistema ortorrómbico consta de tres ejes de longitudes diferentes que se cruzan formando ángulos rectos.
Sistema cristalino hexagonal
Los cristales hexagonales tienen cuatro ejes: tres en el mismo plano a 120 grados entre sí y uno perpendicular al plano.
Sistema de cristales trigonales
Similar al sistema hexagonal, el sistema trigonal tiene tres ejes en un mismo plano, pero difiere en la simetría y la disposición atómica.
La red en las estructuras cristalinas
Una red es una disposición tridimensional repetida de puntos en el espacio que representa las posiciones de los átomos en un cristal. La red proporciona el marco sobre el que se construye la estructura cristalina y su comprensión es crucial para determinar las propiedades del material.
Celda unitaria
La unidad repetitiva más pequeña de una red se denomina celda unitaria. Define la simetría y la estructura de todo el cristal.
Retículas de Bravais
Existen 14 celosías de Bravais distintas, cada una de las cuales representa una combinación única de parámetros de celosía y simetrías en el espacio tridimensional.
Número de coordinación
El número de coordinación se refiere al número de átomos vecinos más cercanos que rodean a un átomo central en la red. Influye en la estabilidad y las características de enlace del cristal.
Comparación de estructuras cristalinas
|
Sistema cristalino |
Número de ejes |
Longitud de los ejes |
Ángulos entre ejes |
|
Cúbico |
3 |
Igual |
90° |
|
Tetragonal |
3 |
Dos iguales, uno diferente |
90° |
|
Ortorrómbico |
3 |
Todos diferentes |
90° |
|
Hexagonal |
4 |
Tres iguales, uno diferente |
120° en el plano, 90° vertical |
|
Trigonal |
3 |
Todos iguales o diferentes |
120° en el plano, 90° vertical |
Preguntas más frecuentes
¿Qué determina el tipo de estructura cristalina que tendrá un material?
El tipo de estructura cristalina viene determinado por el tamaño, la carga y las preferencias de enlace de los átomos o iones que forman el cristal. Estos factores influyen en la disposición de los átomos para conseguir la configuración más estable.
¿Cómo afecta la red a las propiedades de un material?
La red determina la simetría y el espaciado de los átomos dentro del cristal, lo que a su vez afecta a propiedades como la conductividad eléctrica, la dureza y el comportamiento óptico.
¿Puede un mismo elemento formar diferentes estructuras cristalinas?
Sí, muchos elementos pueden cristalizar en estructuras diferentes en condiciones variables de temperatura y presión. Por ejemplo, el carbono puede formar tanto diamante como grafito, que tienen estructuras cristalinas y propiedades distintas.
¿Por qué son importantes los diagramas para estudiar las estructuras cristalinas?
Los diagramas proporcionan una representación visual de la disposición atómica, lo que facilita la comprensión y el análisis de la simetría, el enlace y la geometría general del cristal.
¿Qué importancia tiene la celda unitaria en una red cristalina?
La celda unitaria es el elemento básico de una red cristalina. Al repetir la celda unitaria en tres dimensiones, se forma la estructura cristalina completa. Comprender la celda unitaria ayuda a predecir las propiedades y el comportamiento del material.
