Estructura interna de los materiales

Los materiales están formados por varios elementos.
 Molécula: Es la mínima proporción de la materia que conserva las propiedades de un material.

Átomo: El átomo es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

Átomo con sus componentes.

Pero lo que le da sus propiedades es su estructura cristalina.

  • La estructura física de los sólidos es gracias a la colocación de sus átomos, moléculas y las fuerzas que las unen.
  • Dependiendo de cómo sean las celdas de los cristales hay 7 sistemas cristalinos y 14 retículos espaciales diferentes.

Redes Cristalinas.

Cristales Metálicos.
La estructura de los cristales metálicos es más simple porque cada punto reticular del cristal está ocupado por un átomo del mismo metal.
Se caracterizan por tener pocos electrones débilmente ligados a sus capas más externas. Están cargados positivamente.
Características más comunes:

  • Buena conductividad eléctrica.
  • Buena conductividad  térmica.
  • Alta resistencia mecánica.
  • Rigidez.
  • Ductilidad.

El 90% de los Metales cristalizan en 3 estructuras densamente empaquetadas:

  • BCC (cúbica centrada en el cuerpo):Hay un átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y otro en el centro.

Cúbica centrada en el cuerpo.

  • FCC (Cúbica centrada en las caras): Hay un átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y otro en el centro de cada cara.

Cúbica centrada en las caras. (Diamante)

  • HCP (hexagonal compacta): Hay un átomo en cada uno delos vértices, tres en el centro y uno en la cara superior e inferior.

Hexagonal compacta.

 

BCC (cúbica centrada en el cuerpo)

FCC (Cúbica centrada en las caras)

HPC (hexagonal compacta)

Número de átomos por celda.

8*1/8+1=2

8*1/8+6*1/2=4

3+2*1/2+12*1/6

Máximo empaquetamiento

Los átomos están en contacto según la
diagonalidad

Los átomos están en contacto según la
diagonalidad

Átomos de las bases en contacto

a = 4 R / √ 3

a = 4 R / √ 2

a = 2 R

Factor de empaquetamiento

0.68

0.74

0.74

IMPORTANTE SABER QUE:

  • Esta tabla esta basada en el radio y longitud  del hierro y dependiendo de los datos que nos den variará los cálculos.
  • R: radio del átomo.
  • a: longitud del átomo.
  • Factor de empaquetamiento:  Se denomina factor de empaquetamiento atómico (FEA) de una red cristalina al cociente entre el volumen que ocupan sus átomos y el volumen de la celda. Siempre es menor que uno.

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