Estructuras sólidas cristalinas
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Habilidades para Desarrollar
- Definir una celda unitaria y sus partes
Muchos sólidos son cristalinos, lo que significa que tienen átomos o iones o moléculas dispuestas en un patrón ordenado. Por ejemplo, piensa en NaCl. Este sólido iónico tiene una disposición alterna de iones Na + y Cl -, como se muestra en la imagen de abajo.
En una estructura cristalina, podemos pensar en las celdas unitarias, que son la unidad repetitiva más pequeña de la estructura. Básicamente, una celda unitaria es una caja, y si apilamos muchas celdas unitarias, obtenemos la estructura total. Aquí está la celda unitaria para la red de NaCl anterior.
No todas las estructuras salinas son iguales. Por ejemplo, aquí está la estructura del cloruro de cesio, que es un poco diferente de la estructura de NaCl.
Aquí hay otra visión de CsCl. Se pueden ver 2 celdas unitarias diferentes (igualmente válidas) (los cubos sombreados), cada una de las cuales tiene un ion en cada esquina de la caja de celdas unitarias, y el otro ion en el centro de la caja. Si repetimos cualquiera de las celdas unitarias, obtendremos la estructura cristalina.
Podemos describir la celda unitaria usando vectores de celosía que generalmente se denominan a, b y c. Estos muestran las longitudes de cada lado de la caja de celdas unitarias. Los ángulos entre los vectores de celosía se denominan α, β y γ. Aquí hay una celda unitaria general, que muestra los vectores de celosía y los ángulos. Las longitudes a, b y c pueden ser iguales o diferentes, y los ángulos pueden ser de 90° o no. Existen diferentes nombres para celdas unitarias con formas particulares, pero no es necesario aprenderlas ahora, excepto cúbicas, lo que significa que los lados son iguales y todos los ángulos son 90°.
En sales simples, los átomos podrían estar en los puntos de celosía (las esquinas de las celdas unitarias) pero no tienen que estarlo. Dentro de cada celda unitaria, habrá algún arreglo de átomos o moléculas, llamado motivo. Podemos hacer a cristal entero repitiendo las celdas unitarias que contienen los motivos.
Colaboradores y Atribuciones
Emily V Eames (City College of San Francisco)