2. Redes cristalinas.

Después de mirar muchos materiales con su "lupa", nuestro protagonista se ha dado cuenta de que casi todos los materiales metálicos que ha observado tienen una estructura ordenada, bien dicho, cristalina.
Pero no todas las estructuras son iguales.
Seguirá observando distintos metales para establecer una clasificación de las distintas ordenaciones o, bien dicho, de las distintas redes.

En general los sólidos de la naturaleza son cristalinos lo que implica que los iones, átomos o moléculas que los constituyen se ordenan geométricamente en el espacio. En ocasiones esta estructura ordenada no es apreciable a simple vista porque están formados por una agrupación de microcristales orientados de formas diversas dando lugar a estructuras policristalinas, aparentemente amorfas.

Icono IDevice Actividad
Celda unitaria
Imagen 10 . E.L.U.E. Creative Commons
Las redes cristalinas se caracterizan fundamentalmente por un orden o periodicidad.

La estructura interna de los cristales viene representada por la llamada celdilla unidad o elemental que es el menor conjunto de átomos que mantienen las mismas propiedades geométricas de la red y que al expandirse en las tres direcciones del espacio constituyen una red cristalina.

El tamaño de esta celdilla viene determinado por la longitud de sus tres aristas (a, b, c), y la forma por el valor de los ángulos entre dichas aristas ( α, β , γ ).



Auguste Bravais, en el siglo XIX fue el primero en proponer la hipótesis de la estructura reticular de los minerales.
En la actualidad se han podido describir catorce redes cristalinas, llamadas redes de Bravais.
Estos catorce tipos de celdillas elementales son los que vemos a continuación:
Redes de cristalización
Imagen 11. Wikimedia. Creative Commons.
Icono de IDevice de pregunta AV - Pregunta de Elección Múltiple
Las redes cristalinas están formadas por:
  
Celdillas unidad.
Redes de Bravais.
Microcristales.

De las catorce redes de Bravais, casi todos los metales elementales y aleaciones metálicas, cistalizan en los siguientes tres tipos:

BCC, FCC y HCP

Icono IDevice Actividad
Red cúbica centrada en el cuerpo
Imagen 12. Wikimedia. Creative Commons.

Red Cúbica Centrada en el Cuerpo (BCC, Body Centred Cubic)

La red representa un cubo cuyo parámetros son:

  • aristas: a = b = c
  • ángulos entre aristas: α = β = γ = 90°
  • cantidad de átomos: 8 átomos en los vértices del cubo y 1 átomo en el centro del cubo.

 

EJEMPLOS: Feα, Mo, Na, ...

Icono IDevice Pre-conocimiento

Animación de una red BCC, procedente de McMaster University

 


Multimedia 02. Youtube Creative Commons.

 


Icono IDevice Actividad
Red cúbica centrada en las caras
Imagen 13 . Wikimedia. Creative Commons.

Red Cúbica centrada en las Caras (FCC, Face Centred Cubic)

La red tiene forma de cubo, cuyos parámetros son:

  • aristas: a = b = c
  • ángulos entre aristas: α = β = γ = 90°
  • cantidad de átomos: 8 átomos en los vértices del cubo y 6 en los centros de cada una de las caras.

 

EJEMPLOS: Feγ, Ni, Co, Cu, Al, Ti, ...


Icono IDevice Pre-conocimiento

Animación de una red FCC

 


Multimedia 03. Youtube Creative Commons.

 


Icono IDevice Actividad
Red hexagonal compacta
Imagen 14 . Wikimedia. Creative Commons.

Red Hexagonal Compacta (HCP, Hexagonal Close Packing)

La red tiene forma de prisma recto de base es un hexaedro, cuyos parámetros son:

  • aristas: a = b ≠ c
  • ángulos entre aristas: α = β = 90°; γ = 120°
  • cantidad de átomos: 12 átomos están dispuestos en los vértices de la red, 2 átomos en el centro de la base y 3 átomos en el interior de la red.

EJEMPLOS: Ti, Co, Cd, Mg, ...


Icono IDevice Pre-conocimiento

Animación de una red HCP, procedente de McMaster University

 



Multimedia 04. Youtube Creative Commons.

 


AV - Pregunta Verdadero-Falso
Fíjate en la estructura de la red cúbica centrada en el cuerpo, y contesta a estas preguntas.


Los átomos de los vértices son 8 en total

Verdadero Falso


En el centro del cubo, hay 2 o más átomos.

Verdadero Falso


Esta estructura cristalina se abrevia como FCC.

Verdadero Falso