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Un metal tiene sus átomos ordenados en el espacio de forma similar a un montón de canicas. A esta ordenación se le denomina estructura cristalina, en contraposición con las estructuras desordenadas o vítreas.
Analizando la ordenación de los átomos se llega a la conclusión de que en toda la red espacial se repite el mismo patrón, y a la parte más pequeña que se repite se le llama celda unitaria o elemental. Esta celda unitaria se caracteriza por varios valores, entre los cuales tenemos la longitud de las aristas o constante reticular y los ángulos entre dichas aristas.Otros parámetros que caracterizan a las redes cristalinas son el índice de coordinación (i), que es el número de átomos a igual distancia de uno dado, y el factor de empaque (FPA), que es la relación entre el volumen ocupado por los átomos de la celda unitaria y el volumen total de esa celda.
El análisis de las redes cristalinas recibe el nombre de Cristalografía, y a las catorce distintas redes existentes, redes de Bravais. Pero los metales responden mayoritariamente a tres tipos de redes, que son:
Red cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
Este cristal es poco compacto y permite la vibración de los átomos. Tiene los siguientes parámetros:
Índice de coordinación: i = 8
Número de átomos en la celda unitaria: n = 1 + 8 (1/8) = 2
Relación entre la arista y el radio atómico:
Y el factor de empaque:
Red cúbica centrada en las caras (FCC)
Esta red tiene los siguientes parámetros:
ndice de coordinación: i = 12
Número de átomos en la celda unitaria: n = 8 (1/8) + 6(1/2) = 4
Relación entre la arista y el radio atómico:
Y el factor de empaque:
Red hexagonal compacta (HCP)
En este caso, los parámetros son:
Índice de coordinación: i = 12
Número de átomos en la celda unitaria: n = [6·(1/6)·2 + 2·(1/2)] + 6·(1/2)
n = 6
Para la relación entre la arista y el radio atómico, así como para el factor de empaque, coinciden con los valores de la red FCC. La única deiferencia entre ambas estructuras estriba en un pequeño detalle: la colocación de las esferas en la tercera capa. Compara las dos redes:
Red hexagonal
Red cúbica centrada en las caras
En ocasiones, los átomos de un elemento tienen una disposición cristalina a temperatura ambiente, y a medida que aumenta la temperatura esta disposición cambia para amoldarse mejor a la vibración de los átomos. A este fenómeno se le llama alotropía.
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