Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Ciencia de Materiales: Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Juan José Reyes Salgado Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: I Aleaciones. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: I I Aleaciones. Algunos cerámicos. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: I I I Aleaciones. Algunos cerámicos. Átomos o iones no ordenados de forma periódica o repetible: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: I I I Aleaciones. Algunos cerámicos. Átomos o iones no ordenados de forma periódica o repetible: I Orden de corto alcance (OCA), material amorfo. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: I I I Aleaciones. Algunos cerámicos. Átomos o iones no ordenados de forma periódica o repetible: I I Orden de corto alcance (OCA), material amorfo. Esto significa que el orden existe en la vecindad inmediata del átomo. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Átomos o iones ordenados con un patrón que se repite en el espacio. I Orden de largo alcance (OLA), material cristalino: I I I Aleaciones. Algunos cerámicos. Átomos o iones no ordenados de forma periódica o repetible: I I Orden de corto alcance (OCA), material amorfo. Esto significa que el orden existe en la vecindad inmediata del átomo. I Agua lı́quida (enlace secundario). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. I Esta red se llama red espacial. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. I Esta red se llama red espacial. I Cada punto en la red espacial tiene un entorno idéntico. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. I Esta red se llama red espacial. I Cada punto en la red espacial tiene un entorno idéntico. I En un cristal la agrupación de los puntos de la red alrededor de uno es idéntica a la agrupación en torno a otro punto. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. I Esta red se llama red espacial. I Cada punto en la red espacial tiene un entorno idéntico. I En un cristal la agrupación de los puntos de la red alrededor de uno es idéntica a la agrupación en torno a otro punto. I Cada red espacial puede describirse especificando la posición de los átomos en una celda unitaria. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. I Esta red se llama red espacial. I Cada punto en la red espacial tiene un entorno idéntico. I En un cristal la agrupación de los puntos de la red alrededor de uno es idéntica a la agrupación en torno a otro punto. I Cada red espacial puede describirse especificando la posición de los átomos en una celda unitaria. I El tamaño y forma de una celda puede describirse por tres vectores de la red. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I El orden atómico en los sólidos cristalinos se pueden describir representando a los átomos en los puntos de intersección de una red cristalina. I Esta red se llama red espacial. I Cada punto en la red espacial tiene un entorno idéntico. I En un cristal la agrupación de los puntos de la red alrededor de uno es idéntica a la agrupación en torno a otro punto. I Cada red espacial puede describirse especificando la posición de los átomos en una celda unitaria. I El tamaño y forma de una celda puede describirse por tres vectores de la red. I Longitudes axiales a, b y c y los ángulos interaxiales α, β y γ son las constantes de la red de la celda unitaria. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Los cristalógrafos han demostrado que tan sólo se necesitan 7 tipos diferentes de celdas unitarias para crear todas las redes. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Los cristalógrafos han demostrado que tan sólo se necesitan 7 tipos diferentes de celdas unitarias para crear todas las redes. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. I A. J. Bravais demostró que con 14 celdas unitarias estándar se pueden describir todas las redes posibles. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. I A. J. Bravais demostró que con 14 celdas unitarias estándar se pueden describir todas las redes posibles. Existen 4 tipos básicos de las celdas unitarias: I Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. I A. J. Bravais demostró que con 14 celdas unitarias estándar se pueden describir todas las redes posibles. Existen 4 tipos básicos de las celdas unitarias: I I Sencilla. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. I A. J. Bravais demostró que con 14 celdas unitarias estándar se pueden describir todas las redes posibles. Existen 4 tipos básicos de las celdas unitarias: I I I Sencilla. Centrada en el cuerpo. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. I A. J. Bravais demostró que con 14 celdas unitarias estándar se pueden describir todas las redes posibles. Existen 4 tipos básicos de las celdas unitarias: I I I I Sencilla. Centrada en el cuerpo. Centrada en las caras. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Muchos de los 7 sistemas cristalinos tienen variaciones de la celda unitaria básica. I A. J. Bravais demostró que con 14 celdas unitarias estándar se pueden describir todas las redes posibles. Existen 4 tipos básicos de las celdas unitarias: I I I I I Sencilla. Centrada en el cuerpo. Centrada en las caras. Centrada en las bases. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I La mayorı́a de los metales puros cristalizan al solidificarse en tres estructuras cristalinas compactas: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I La mayorı́a de los metales puros cristalizan al solidificarse en tres estructuras cristalinas compactas: a) Cúbica centrada en el cuerpo (BBC). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I La mayorı́a de los metales puros cristalizan al solidificarse en tres estructuras cristalinas compactas: a) Cúbica centrada en el cuerpo (BBC). b) Cúbica centrada en las caras (FCC). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I La mayorı́a de los metales puros cristalizan al solidificarse en tres estructuras cristalinas compactas: a) Cúbica centrada en el cuerpo (BBC). b) Cúbica centrada en las caras (FCC). c) Hexagonal compacta (HCP) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I La arista del cubo de la celda unitaria del hierro cúbico centrado en el cuerpo, por ejemplo a temperatura ambiente es igual a 0.287 × 10−9 m ó 0.287nm. Por tanto, si se alinean celdas unitarias de hierro puro, arista con arista, en 1mm habrı́a: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I La arista del cubo de la celda unitaria del hierro cúbico centrado en el cuerpo, por ejemplo a temperatura ambiente es igual a 0.287 × 10−9 m ó 0.287nm. Por tanto, si se alinean celdas unitarias de hierro puro, arista con arista, en 1mm habrı́a: 1mm × 1 celda unitaria = 3.48 × 106 celdas unitarias 0.287 × 10−6 mm/nm Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) 1 átomo (en el centro) + 8 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 8 (en los vértices) = 2 átomos Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): APF = volumen de los atomos en la celda unitaria volumen de una celda unitaria Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): APF = volumen de los atomos en la celda unitaria volumen de una celda unitaria 4 Vatomos = (2)( πR 3 ) = 8.373R 3 3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): APF = volumen de los atomos en la celda unitaria volumen de una celda unitaria 4 Vatomos = (2)( πR 3 ) = 8.373R 3 3 Vcelda = a3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): APF = volumen de los atomos en la celda unitaria volumen de una celda unitaria 4 Vatomos = (2)( πR 3 ) = 8.373R 3 3 Vcelda = a3 4R a= √ 3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): APF = volumen de los atomos en la celda unitaria volumen de una celda unitaria 4 Vatomos = (2)( πR 3 ) = 8.373R 3 3 Vcelda = a3 4R a= √ 3 3 Vcelda = a = 12.32R 3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) I Factor de empacamiento (APF): APF = volumen de los atomos en la celda unitaria volumen de una celda unitaria 4 Vatomos = (2)( πR 3 ) = 8.373R 3 3 Vcelda = a3 4R a= √ 3 3 Vcelda = a = 12.32R 3 APF = 0.68 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC) 8× 1 8 (en los vértices) + 6 × 12 (medios átomos sobre las caras) = 4 átomos Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC) APF=0.74 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina hexagonal compacta (HCP) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Estructura cristalina hexagonal compacta (HCP) 1 átomo (en el centro) + 4 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 6 +4× átomos 1 12 = 1 (en los vértices) = 2 Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: 1 AreaABC = (base)(altura) 2 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: 1 AreaABC = (base)(altura) 2 AreaT = (6)(AreaABC ) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: 1 AreaABC = (base)(altura) 2 AreaT = (6)(AreaABC ) AreaT = 3a2 sin(60o ) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: 1 AreaABC = (base)(altura) 2 AreaT = (6)(AreaABC ) AreaT = 3a2 sin(60o ) Volumen = (AreaT )(c) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule el volumen de la celda unitaria de la estructura cristalina de zinc con los datos siguientes: a=0.2665 nm y c=0.4947 nm. SOLUCIÓN: 1 AreaABC = (base)(altura) 2 AreaT = (6)(AreaABC ) AreaT = 3a2 sin(60o ) Volumen = (AreaT )(c) Volumen = 0.0913nm3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi (0,0,0) (1,1,1) (1,0,0) (1,1,0) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. (0,1,0) (1,0,1) (0,0,1) (0,1,1) Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I Para los cristales cúbicos los ı́ndices de las direcciones cristalográficos son los componentes del vector de dirección descompuesto sobre cada eje de coordenada y reducidos a mı́nimos enteros. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I I Para los cristales cúbicos los ı́ndices de las direcciones cristalográficos son los componentes del vector de dirección descompuesto sobre cada eje de coordenada y reducidos a mı́nimos enteros. [100], [010], [001], [01̄0], [001̄], [1̄00] =< 100 > Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I I I Para los cristales cúbicos los ı́ndices de las direcciones cristalográficos son los componentes del vector de dirección descompuesto sobre cada eje de coordenada y reducidos a mı́nimos enteros. [100], [010], [001], [01̄0], [001̄], [1̄00] =< 100 > Las direcciones equivalentes se llaman ı́ndices de una familia Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi I I I I Para los cristales cúbicos los ı́ndices de las direcciones cristalográficos son los componentes del vector de dirección descompuesto sobre cada eje de coordenada y reducidos a mı́nimos enteros. [100], [010], [001], [01̄0], [001̄], [1̄00] =< 100 > Las direcciones equivalentes se llaman ı́ndices de una familia Otras familias: Diagonal del cubo < 111 > y diagonales de las caras < 110 > Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. I Orientación cristalográfica. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. I Orientación cristalográfica. Determinación de los ı́ndices de Miller. I Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. I Orientación cristalográfica. Determinación de los ı́ndices de Miller. I 1 Se elige un plano que no pase por (0,0,0). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. I Orientación cristalográfica. Determinación de los ı́ndices de Miller. I 1 2 Se elige un plano que no pase por (0,0,0). Se determinan las intersecciones del plano en la función de los ejes cristalográficos para un cubo unidad. (Pueden ser fraccionarios). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. I Orientación cristalográfica. Determinación de los ı́ndices de Miller. I Se elige un plano que no pase por (0,0,0). Se determinan las intersecciones del plano en la función de los ejes cristalográficos para un cubo unidad. (Pueden ser fraccionarios). 3 Se obtiene el recı́proco de las intersecciones. 1 2 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller I Los ı́ndices de Miller de un plano cristalino se definen como el recı́proco de las fracciones de intersección que el plano presenta en sus ejes cristalográficos x, y y z de las tres aristas no paralelas de la celda unitaria cúbica. I Orientación cristalográfica. Determinación de los ı́ndices de Miller. I Se elige un plano que no pase por (0,0,0). Se determinan las intersecciones del plano en la función de los ejes cristalográficos para un cubo unidad. (Pueden ser fraccionarios). 3 Se obtiene el recı́proco de las intersecciones. 4 Se simplifican las fracciones y se determina el conjunto más pequeño de números enteros. 1 2 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller Notación: (hkl) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller Notación: (hkl) Si varios planos reticulares equivalentes están relacionados por la simetrı́a del sistema cristalino, se llaman planos de una familia. {hkl} Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller Intersecciones: 31 , 23 , 1 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller Intersecciones: 31 , 23 , 1 Recı́procos: 3, 32 , 1 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de Miller dhkl = √ Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. h2 a + k2 + l2 Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices para los planos cristalinos en celdas HCP I Los ı́ndices de los planos cristalinos HCP son llamados ı́ndices de Miller-Bravais (jkil). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices para los planos cristalinos en celdas HCP I Los ı́ndices de los planos cristalinos HCP son llamados ı́ndices de Miller-Bravais (jkil). I 3 ejes basales a0 , a1 y a2 y uno vertical c. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices para los planos cristalinos en celdas HCP I I Los ı́ndices de los planos cristalinos HCP son llamados ı́ndices de Miller-Bravais (jkil). 3 ejes basales a0 , a1 y a2 y uno vertical c. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices para los planos cristalinos en celdas HCP Planos basales Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Planos del prisma Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Índices de dirección en las celdas unitarias HCP Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Comparación de las estructuras FCC, HCP y BCC FCC Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. HCP Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Comparación de las estructuras FCC, HCP y BCC Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Comparación de las estructuras FCC, HCP y BCC BCC Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Densidad volumétrica ρv = masa/celda unitaria volumen/celda unitaria Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema El cobre tiene una estructura cristalina FCC y un radio atónico de 0.1278nm. Considerando a los átomos como esferas rı́gidas que se tocan entre sı́ a lo largo de la diagonal de la celda unitaria FCC como se muestra, calcule el valor teórico de la densidad de cobre en megagramos por metro cúbico. La masa atómica del cobre es de 63.54g/mol. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema El cobre tiene una estructura cristalina FCC y un radio atónico de 0.1278nm. Considerando a los átomos como esferas rı́gidas que se tocan entre sı́ a lo largo de la diagonal de la celda unitaria FCC como se muestra, calcule el valor teórico de la densidad de cobre en megagramos por metro cúbico. La masa atómica del cobre es de 63.54g/mol. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema 4R a = √ = 0.361nm 2 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema 4R a = √ = 0.361nm 2 masa/celda unitaria ρv = volumen/celda unitaria Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema 4R a = √ = 0.361nm 2 masa/celda unitaria ρv = volumen/celda unitaria (4 atomos)(63.54g /mol) 10−6 Mg m= = 4.22 × 10−28 Mg 6.02 × 1023 atomos/mol g Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema 4R a = √ = 0.361nm 2 masa/celda unitaria ρv = volumen/celda unitaria −6 (4 atomos)(63.54g /mol) 10 Mg m= = 4.22 × 10−28 Mg 6.02 × 1023 atomos/mol g V = a3 = 4.70 × 10−29 m3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema 4R a = √ = 0.361nm 2 masa/celda unitaria ρv = volumen/celda unitaria −6 (4 atomos)(63.54g /mol) 10 Mg m= = 4.22 × 10−28 Mg 6.02 × 1023 atomos/mol g V = a3 = 4.70 × 10−29 m3 ρv = Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. m = 8.98Mg /m3 (8.98g /cm3 ) V Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Densidad atómica planar ρp = atomos cortados por el area area seleccionada Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Densidad atómica planar ρp = atomos cortados por el area area seleccionada Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica planar en el plano (110) de la red de BCC del hierro α en átomos por mm2 . La constante de red del hierro α es 0.287 nm. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica planar en el plano (110) de la red de BCC del hierro α en átomos por mm2 . La constante de red del hierro α es 0.287 nm. 1 atomo en el centro + 4 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 de atomo en los v értices = 2 atomos 4 Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica planar en el plano (110) de la red de BCC del hierro α en átomos por mm2 . La constante de red del hierro α es 0.287 nm. 1 atomo en el centro + 4 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 de atomo en los v értices = 2 atomos 4 √ √ ( 2a)(a) = 2a2 Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica planar en el plano (110) de la red de BCC del hierro α en átomos por mm2 . La constante de red del hierro α es 0.287 nm. 1 atomo en el centro + 4 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 de atomo en los v értices = 2 atomos 4 √ √ ( 2a)(a) = 2a2 2 atomos ρp = √ = 17.2atomos/nm2 2 2(0.287nm) Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica planar en el plano (110) de la red de BCC del hierro α en átomos por mm2 . La constante de red del hierro α es 0.287 nm. 1 atomo en el centro + 4 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 de atomo en los v értices = 2 atomos 4 √ √ ( 2a)(a) = 2a2 2 atomos ρp = √ = 17.2atomos/nm2 2(0.287nm)2 atomos 1012 nm2 17.2 × nm2 mm2 Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica planar en el plano (110) de la red de BCC del hierro α en átomos por mm2 . La constante de red del hierro α es 0.287 nm. 1 atomo en el centro + 4 × Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. 1 de atomo en los v értices = 2 atomos 4 √ √ ( 2a)(a) = 2a2 2 atomos ρp = √ = 17.2atomos/nm2 2 2(0.287nm) atomos 1012 nm2 17.2 × nm2 mm2 13 ρp = 1.72 × 10 atomos/mm2 Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Densidad atómica lineal ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Densidad atómica lineal ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica lineal en la dirección [110] de la red cristalina de cobre en átomos por mm. El cobre es FCC y tiene una constante de red de 0.361 nm. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica lineal en la dirección [110] de la red cristalina de cobre en átomos por mm. El cobre es FCC y tiene una constante de red de 0.361 nm. ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica lineal en la dirección [110] de la red cristalina de cobre en átomos por mm. El cobre es FCC y tiene una constante de red de 0.361 nm. ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea 2 atomos 3.92 atomos 2 atomos ρl = √ =√ = nm 2a 2(0.361nm) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica lineal en la dirección [110] de la red cristalina de cobre en átomos por mm. El cobre es FCC y tiene una constante de red de 0.361 nm. ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea 2 atomos 3.92 atomos 2 atomos ρl = √ =√ = nm 2a 2(0.361nm) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica lineal en la dirección [110] de la red cristalina de cobre en átomos por mm. El cobre es FCC y tiene una constante de red de 0.361 nm. ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea 2 atomos 2 atomos 3.92 atomos ρl = √ =√ = nm 2a 2(0.361nm) 3.92 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales. atomos 106 nm × nm mm Redes espaciales Sistemas cristalinos Estructuras cristalinas metálicas Posiciones del átomo Dirección de las celdas Índices de Mi Problema Calcule la densidad atómica lineal en la dirección [110] de la red cristalina de cobre en átomos por mm. El cobre es FCC y tiene una constante de red de 0.361 nm. ρl = diametros atomicos cortados en una direccion de interes longitud seleccionada de la linea 2 atomos 2 atomos 3.92 atomos ρl = √ =√ = nm 2a 2(0.361nm) 106 nm atomos × 3.92 nm mm 6 ρp = 3.92 × 10 atomos/mm Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales.