Estados de agregación de la materia Gases Liquidos Materia condensada conjunto de particulas completamente desordenadas las moleculas tienen orden a corta distancia Liquido sobreenfriado (amorfo) Solido cristalino o materia cristalina
CRISTALOGRAFÍA Es la ciencia que estudia la materia cristalina. Cómo esta organizada la materia cristalina (estructura) Cómo se forma o crece (crecimiento cristalino) Qué propiedades presenta debido a su organización La Cristalografia trata de explicar Sólido homogéneo que posee un orden interno tridimensional de largo alcance CRISTAL: MINERALOGÍA Es la ciencia que estudia la composición química, la estructura y las propiedades de los minerales MINERAL Sólido cristalino de origen natural
CIENCIA DE LOS MATERIALES OBJETIVO Sintesis o creación de nuevos materiales de interes tecnológico Equipo interdisciplinar Quimicos Fisicos Ingenieros Cristalografos Estructurales Crecedores de Cristales Distribución del trabajo Crecimiento cristalino Caracterización estructural Estudio de las propiedades
La Materia Cristalina es un medio ordenado periodicamente Propiedades de un medio ordenado periodicamente HOMOGENEIDAD ANISOTROPIA SIMETRIA En una ordenación periodica todos los puntos son identicos entre sí es decir son homólogos. La distribucion alrededor de un punto es siempre la misma Una propiedad es anisótrapa cuando varia segun la direccion en que se considere (la magnitud de las traslaciones y la densidad de puntos no es la misma) Propiedad que hace que un objeto mediante una operacion coincida consigo mismo
MICROFOTOGRAFIA CON EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE UN MINERAL Puede apreciarse la disposición periódica de las agrupaciones atómicas
Un medio ordenado periodicamente puede ser representado por una red.
Ordenación periodica infinita de nudos o puntos en una, dos o tres direcciones del espacio. RED : Tipos de red: Monodimensionales: Repetición periodica de un nudo en una dirección a Puede definirse conociendo el valor del vector de traslación a Bidimensionales: Repetición periodica de puntos en un plano Puede definirse conociendo los valores de dos vectores y el angulo que forman entre ellos a b Tridimensionales o espaciales: Repetición periodica de puntos en el espacio. Puede definirse conociendo el valor de los tres vectores y los angulos que forman entre ellos
CELDA ELEMENTAL ELEMENTOS DE LA RED (CONT.) Porción de la red que por repetición o traslación genera la red completa (sus aristas son traslaciones de la red) MULTIPLICIDAD Numero de puntos (nudos o nodos) que hay por celda elemental M u l t i p l i c i d a d 1 2 1 6 4
ELEMENTOS DE LA RED (CONT.) Tipos de celda elemental Primitiva
Multiple Limitada por vectores primitivos. Tienen multiplicidad 1. Celda Primitiva Celda Multiple Limitada por vectores no primitivos. Multiplicidad mayor que 1. P P P M M El volumen o area de una celda es proporcional a su multiplicidad. Todas las celdas primitivas tienen el mismo volumen o area. Volumen y Multiplicidad
ELEMENTOS DE UNA RED (CONT.) Intervalos con que se repiten las unidades que componen una red o medio periodico. TRASLACION: VECTORES PRIMITIVOS: Son los vectores que definen una celda primitiva Vectores primitivos Vector no primitivo multiple
ELEMENTOS DE LA RED (CONT.) FILA RETICULAR: Sucesión de puntos o nudos de la red. Los puntos estan alineados y equidistantes entre si. (Para definirlos se utilizan los indices [uvw]) Filas fundamentales: Las que estan definidas por las traslaciones mas racionales de la red. La densidad de nudos suele ser la maxima. Filas
Fundamentales Filas
no
Fundamentales
ELEMENTOS DE LA RED (CONT.) PLANO RETICULAR: Es un plano de la red cristalina PLANOS FUNDAMENTALES: Son los planos delimitados por las filas fundamentales FAMILIA DE FILAS O PLANOS RETICULARES: Es una serie de filas o planos paralelos entre si. Hay infinitas familias de filas o planos. Fila fundamental Fila fundamental Plano reticular fundamental Familia de filas reticulares
ELEMENTOS DE LA RED (CONT.) Tipos de celda elemental Primitiva
Multiple Limitada por vectores primitivos. Tienen multiplicidad 1. Celda Primitiva Celda Multiple Limitada por vectores no primitivos. Multiplicidad mayor que 1. P P P M M El volumen o area de una celda es proporcional a su multiplicidad. Todas las celdas primitivas tienen el mismo volumen o area. Volumen y Multiplicidad
MOTIVO Y RED MOTIVO: Unidad material que se repite periodicamente (átomos, o moléculas contenidos en la celda elemental) RED: Esquema de repetición del motivo. (Mismo motivo, diferente red)
(Gp:) (Misma red, diferente motivo) (Gp:) MOTIVO Y RED (Cont.)
(Gp:) Motivo + Red = Cristal (Gp:) MOTIVO (Gp:) RED (Gp:) + (Gp:) = (Gp:) CRISTAL
La diferencia fundamental entre cristal y red consiste en que el cristal es un medio continuo mientras que la red es discontinua (Los nudos corresponden a repeticiones sucesivas de elementos del cristal)
(Gp:) ESPACIADO: (Gp:) Se llama espaciado a la distancia que existe entre los planos de una familia. Es un valor constante y caracteristico de cada familia de planos (hkl) y se simboliza por d (Gp:) hkl (Gp:) Espaciado (Gp:) Familia de planos perpendiculares al plano de la diapositiva (Gp:) d (Gp:) hkl (Gp:) Valor constante (Gp:) Se puede determinar experimentalmente por rayos x o neutrones
(Gp:) SIMBOLO DE LAS FILAS RETICULARES (Gp:) (Filas reticulares, en las que los nudos estan alineados y equidistantes) (Gp:) Se utilizan los indices [uvw] que son los componentes de traslación que unen dos nudos consecutivos de la fila o dirección. (Gp:) u vector a v vector b w vector c (Gp:) (Se situa el origen del par de vectores sobre uno de los nudos) (Gp:) t = 1a + 1b, [110] (Gp:) a (Gp:) b (Gp:) a (Gp:) b (Gp:) t = 0a + 1b, [010] (Gp:) a (Gp:) b (Gp:) t = -1a + -1b, [-1-10] (Gp:) t = 0a + -1b, [0-10] (Gp:) t = 1a + 0b, [100] (Gp:) t = -1a + 0b, [-100] (Gp:) t = -1a + 1b, [-110] (Gp:) t = 1a + -1b, [1-10]
PLANOS RETICULARES. INDICES DE MILLER TODO PLANO RETICULAR PUEDE DEFINIRSE POR SUS INTERSECCIONES CON LOS EJES FUNDAMENTALES DE LA RED Indices de Miller: conjunto de indices (hkl) que caracterizan un plano (y a su familia) Se pueden obtener contando el numero de planos existentes entre el origen de la red tomado en un nudo y los nudos siguientes en cada eje fundamental de la red (Gp:) a (Gp:) b
010 100 110 210