03-Cristalografía

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:

RED CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS (FCC)

Esta red tiene los siguientes parámetros:

RED HEXAGONAL COMPACTA (HCP)

En este caso, los parámetros son:

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 diferencia entre ambas estructuras estriba en un pequeño detalle: la colocación de las esferas en la tercera capa. Compara las dos redes:

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.

Para saber más:

Animación interactiva sobre redes y cambios alotrópicos entre ellas