Química Estado Sólido

Química Inorgánica Avanzada
Estado Sólido
PROBLEMAS DE ESTADO SÓLIDO
1.- ¿Cuántos huecos tetraédricos y octaédricos hay en un empaquetamiento cúbico
compacto de n esferas? ¿Y en un empaquetamiento hexagonal compacto de n
esferas?
Dibuje la celda unidad de la fluorita y calcule el número de unidades fórmula, CaF2,
que hay en la celda unidad. Indique el número de coordinación de los iones Ca2+ y F-.
2.- Describir la estructura de la wurtzita (variedad del ZnS) cuya celda unidad se
muestra abajo y calcular el número de unidades fórmula por celda unidad.
3.- En base a los diagramas de Mooser Pearson, indicar cúal de los dos compuestos
LiF ó BeO se define mejor por el modelo iónico, y calcular el número de
coordinación más probable en ambos compuestos.
Datos: ΠLi = 0.98; ΠBe =1.57; ΠO = 3.44; ΠF = 3.98
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4.-Calcular la densidad de la wustita Fe1-xO con una dimensión de celda unidad de
4,282Å y relación Fe/O de 0,910.
Datos: NA = 6,022· 1023 mol-1 ; masa atómica del Fe = 55,85 y masa atómica del O
= 16.
5.- El TiO tiene estructura de tipo NaCl. Los datos de DRX indican que la longitud
de las aristas de la celda unidad cúbica del TiO, con una relación de Ti/O de 1/1 es de
4,18 Å, y la densidad determinada experimentalmente es 4.92 g · cm3. Indican estos
datos la presencia de defectos? En caso afirmativo, serían defectos de vacantes o
defectos intersticiales?
Datos: masa atómica del Ti = 47,86 y masa atómica del O = 16. NA = 6,022· 1023
mol-1
6.- Los datos de conductividad de la β-alúmina que contiene cationes monopositivos
de diversos radios, muestran que los iones Ag+ y Na+, con r ≈ 1 Å, tienen energías de
activación para la conductividad próximas a 17 kJ · mol-1, mientras que para el Tl (r
≈ 1,4 Å) es de unos 35 kJ · mol-1. Sugerir una explicación a esta diferencia.
7.-Un aumento de la presión en la β-alúmina reduce la conductividad de los iones K+
más que la de los iones Na+ . Sugerir una explicación de ésta diferencia mediante la
descripción de la estructura de dicho compuesto.
8.- Suponiendo que la estabilización del campo de ligandos es el factor determinante,
determinar si los óxidos mixtos Fe3O4 y Mn3O4 tendrán estructura de espinela normal
o inversa.
9.- Dados los valores Δo ΔT del campo de ligandos que sigue, determinar los sitios
preferidos por Ni (II) y Fe(III) en una espinela normal en comparación con la
espinela inversa, suponiendo que la estabilización del campo de ligandos sea el factor
dominante. Calcular la EECC por unidad fórmula.
Δo : Fe(III) 1400 cm-1 ; Ni(II) 860 cm-1
ΔT : Fe(III) 620 cm-1 ; Ni(II) 380 cm-1
10.- Las energías de desdoblamiento del campo del cristal para compuestos del
ligando óxido con Co(II), Fe(III) y Cr(III) son 111, 171 y 208 kJ · mol-1,
respectivamente. En base a estos datos, prediga si las espinelas CoCr2O4 y CoFe2O4
presentarán estructura de espinela “normal” o “inversa”.Calcule la EECC por celda
unidad. Describa la celda unidad de la estructura tipo espinela normal.
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11.-El valor del momento magnético efectivo obtenido a partir de la medida de
susceptibilidad magnética realizada en la ferrita CoFe2O4 es de 4,5 MB por unidad de
formula. Sugiera si la distribución de iones que concuerda con dicho valor
corresponde a la de una espinela normal o inversa.