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ConocimientodematerialesI67.13
Enlacesatmicos
Enlaces
Covalente Inico Mixto Metlico Molecular Puentedehidrgeno
Enlacecovalente
LostomoscompartenloselectronesdevalenciaparaalcanzareloctetomgicoS
i li lt d id d d
Sevisualizacomounaaltadensidaddecargaentrelostomos
Esfuerteyseintensificacuantosmselectronessecomparten
Enlacecovalente
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Enlaceinico
Loselectronesnosecompartenyexisteunadensidaddecargaalrededordelionmselectronegativoe
ect o egat o
Elionquedonaelectronessecargapositivamenteyelquerecibe,negativamente
Elenlacesedebealainteraccinelectroestticayesnodireccional
Enlaceinico
Enlacemixto
Laionicidadesmsdbildebidoalaelectronegatividaddelostomos
Existeunaumentodeladensidaddecargaentrelostomos
Tienecarctertantocovalentecomoinico Esdireccional
Enlacemetlico Loselectronessecompartenatravsdelslido
Cuanto ms electrones se comparten ms
Cuantomselectronessecomparten,msfuerteeselenlace
Esnodireccional Conduceaslidosconelevadoempaquetamiento
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Enlacemetlico Enlaceporpuentedehidrgeno
Esunenlacedbildireccionaldebidoalaatraccin electroesttica de
molculasatraccinelectroestticademolculaspolares
Sedebeadiferenciasdeelectronegatividad
EnlaceVandelWaals Esdbilynodireccional
Sedebealaatraccinelectroestticaentredipolos
fluctuantesdipolosfluctuantes
Siempreexiste
Ladensidaddecargaentreelementosenlazadosmuybaja
Organizacinatmica
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Molculas
Coleccionesfinitasdetomosunidosenformacovalente
Vandesdemolculasdiatmicashastaprotenas
Polmeros Cadenasdemolculaslargas,generalmenteconcarbono
Lasunidadesrepetitivasomonmerosseunenentresmuchasveces
LafrmulaqumicadelPEes(CH2)n Muchaspropiedadesdependenden.
Nanopartculas Tamaode1a100nm Contienen de 10 a 100 000 tomos
Contienende10a100.000tomos Propiedadesdiferentesqueelmaterial
Nanoestructuras
Estructurasmscomplejasquelasnanopartculasnanopartculas
Puedendisearse Untemadepuntaconimportantesaplicaciones
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Slidosamorfos
NoposeenordendelargoalcanceP d d t t l
Poseendesordenestructural
Diversaspropiedadeselectrnicasymecnicas
Ordendecortoalcanceydesordendelargoalcance
Ordendecortoalcance
alcance
Slidoscristalinos
Uncristalesunslidohomogneoconunarregloatmicorepetidoregularmente
Cristalescovalentes
Enlacescovalentefuertesconducenacristalesresistentes
Menos aislantes que cristales
Menosaislantesquecristalesinicos
Cristalesinicos Sloexistenencompuestos(diferenteselementos)
Aislanteselectrnicos
Importanciatecnolgicaporsuspropiedadespticas
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Metalpuro
Lamayoradeloselementospurosdelatablaperidica son
metalesperidicasonmetales
Conducenlaelectricidadyreflejanlaluz
Aleaciones
Sonmezclasordenadasodesordenadasdediferenteselementos
Sus propiedades dependen fuertemente de su
Suspropiedadesdependenfuertementedesucomposicin
Suestudiotienegranimportanciaeconmicaytecnolgica
Estructuracristalina
Red(lattice):arregloinfinitodepuntosenelespacio en el que cada
punto tiene vecinosespacioenelquecadapuntotienevecinosidnticos
Estructuracristalina:arregloperidicodetomosenelcristal
CeldaUnitaria
Agrupamientomspequeodetomosqueconservalageometradelaestructuracristalina
Alapilarseenunidadesrepetitivasformauncristalcondichaestructura
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Parmetros de celda red
longitud celda: a b c
CeldaUnitaria
longitud celda: a, b, c
ngulos celda:
vectores unitarios:
a b c
a b
c
RedesdeBravais
Sonlasdiferentesopcionesdisponiblesparaelapilamiento de tomos en
forma de
celdasapilamientodetomosenformadeceldasunitariasexistensietesistemascristalinos.
Red cbica Tetragonal Hexagonal
Ortorrmbica Rombohdrica
TriclnicoMonoclnica
Dentro de estos sistemas existen variantesCbica BCC FCC
lHexagonal
Ortorrmbicas Rombohdrica
Monoclnicas Tetragonales Triclnica
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RedesdeBravais
Empaquetamientodeesferas
Unacapadeesferasseempaquetaenformacompacta con una coordinacin
hexagonalcompactaconunacoordinacinhexagonaldecadaesfera
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Lasegundacapadeesferasseubicaenlamarcadejadaporlaprimeracapa
Quedan2tiposdiferentesdehuecos
Octadricoscon6esferasvecinascercanasytetradricos,con4esferasvecinascercanascercanas
Laterceracapaseubicaenlasmarcasdelassegundacapa,hay2posibilidades:
Estructurascompactas
Laformamseficientedellenarespaciosconesferas Las estructuras
compactas ms comunes son metales
Lasestructurascompactasmscomunessonmetales Nmerodecoordinacin:12
74%delespacioocupado
Mayoreshuecosintersticiales:Aprox.1huecooctadricoporesfera(r=0.414)Aprox.2huecostetradricosporesfera(r=0.225)p
p ( )
http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Movies/CCP.html
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http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Movies/HCP.html
http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Lecture1/Lec1.html#anchor2
HCP Canales abiertos Canales parcialmente cerrados
FCC (1 1 1) plano de FCCz
x
y
z (0 0 0 1) plano de HCPIguales
a1
a2
a3
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SitiostetradricosyoctadricosNmerodecoordinacin
Enlosmetalescadatomosiempreestencontactoconelmismonmerodetomosvecinos:nmerodecoordinacin
Factordeempaquetamientoatmico
Fraccindevolumendeesferasrgidasenunaceldaunitariaunitaria
FEA=volumendetomosenunaceldaunitariavolumentotaldelaceldaunitaria
Direcciones A, B, and C
IndicesdeMillerDireccionescristalogrficas
EjemploEjemploDireccin A1. (1, 0, 0) y (0, 0, 0)2. (1, 0, 0) (0,
0, 0) = (1, 0, 0)3. [100]Direccin B1. (1, 1, 1) y (0, 0, 0)2 (1 1
1) (0 0 0) (1 1 1)
(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning
2. (1, 1, 1) (0, 0, 0) = (1, 1, 1)3. [111]Direccin C1. (0, 0, 1)
y (1/2, 1, 0)2. (0, 0, 1) (1/2, 1, 0) = (-1/2, -1, 1)3. 2(-1/2, -1,
1) = [ -1, -2, 2] = [ 1, 2, 2]
De los planos A, B y C
Planos cristalogrficosPlano A1. x = 1, y = 1, z = 12.1/x = 1,
1/y = 1,1 /z = 13 (111)3. (111)
Plano B1. x = 1, y = 2 y z = 2.1/x = 1, 1/y =1/2, 1/z = 03.
(210)
(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning
Plano C1., x = , y = -1, and z = 2.1/x = 0, 1/y = -1, 1/z = 03.
(0 1 0)
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Planos cristalogrficosz
(1 0 0) plano
x
y
z
Planos cristalogrficos
a2
a1
a3
(1 1 0 0) plano
+1 en a1
-1 en a2
h = 1, l = 0i = -(1+-1) = 0, k = -1,
Densidadesatmicas
Densidadatmicalineal
Eslafraccindelalongituddelneadeunadireccincristalogrficaparticularquepasaatravsdeloscentrosdelostomos
Densidadatmicaplanar
Eslafraccindelreadelplanocristalogrficoocupadaportomos(elplanodebepasaratravsdelcentrodeltomo)
Bibliografa
CienciaeIngenieradelosmateriales,D.AskelandAskeland.
