Explorando Enlaces, Valencia y Estructuras Cristalinas en Química de Materiales
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Enlaces y Valencia
Enlace de Van der Waals: Existe una atracción electrostática débil. Ocurren atracciones entre dipolos generados por la asimetría de cargas. No existe una transferencia de electrones.
Valencia: La valencia de un átomo se relaciona con la capacidad del mismo para entrar en combinación química con otros elementos. La electronegatividad es la tendencia de un átomo a ganar un electrón.
Estructuras Cristalinas
Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
Un átomo 1 (en el centro) + 8 *1/8 (en los vértices) = 2 átomos por celdilla unidad. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro alfa, molibdeno, vanadio, cromo y wolframio. El factor de empaquetamiento atómico (FEA) es de 0.68. El 68% del volumen de la celdilla unidad BCC está ocupado por los átomos y queda un 32% de espacio vacío.
Estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC)
4 átomos por celdilla unidad. Los ocho octavos de átomos de los vértices cuentan como un entero. El factor de empaquetamiento atómico (FEA) es de 0.74. El 74% de la estructura cristalina FCC está ocupada por los átomos. Metales tales como aluminio, cobre, plomo, níquel y hierro gama a elevadas temperaturas (912º a 1394ºC) cristalizan en FCC.
Estructura cristalina hexagonal compacta (HCP)
Tiene un equivalente de 6 átomos por celdilla unidad y 3 átomos forman un triángulo en la capa intermedia. El factor de empaquetamiento atómico (FEA) es de 0.74. El 74% de la HCP se encuentra ocupado por átomos. Los metales a temperatura ambiente son C, manganeso, cobalto, circonio, titanio y berilio.
Defectos Cristalinos
Imperfección del reticulado cristalino.
Clasificación de los defectos cristalinos
- Defecto de punto: (asociado con una o dos posiciones atómicas) vacancias y átomos intersticiales.
- Defecto de línea: (defectos unidimensionales), dislocaciones.
- Defectos bidimensionales: (límites entre dos regiones con diferentes estructuras cristalinas o diferentes orientaciones cristalográficas; contorno de grano, interfaces, superficies libres, límites de macla, defecto de apilado.
- Defectos volumétricos: (defectos tridimensionales) poros, grietas e inclusiones.
Vacancias
Ausencia de un átomo en un punto del reticulado cristalino. Pueden ser formadas durante la solidificación o como resultado de vibraciones atómicas.
Auto-intersticial
Es un átomo que ocupa un intersticio de la estructura cristalina. Los auto-intersticiales causan una gran distorsión del reticulado cristalino a su alrededor.
Una dislocación no puede terminar en el interior de un cristal. El mecanismo de deformación plástica es diferente para materiales cristalinos que para materiales amorfos. En los materiales cristalinos el principal mecanismo de deformación plástica consiste en el deslizamiento de planos atómicos a través del movimiento de las dislocaciones, y en los materiales amorfos consiste en un flujo viscoso.