TEMA 1 PROBLEMAS 1. Calcular la densidad y el FEA del Cu (FCC

TEMA 1
PROBLEMAS
1. Calcular la densidad y el FEA del Cu (FCC) y del UO2 (con estructura igual al
CaF2). Dibuja la celdilla unidad de cada uno de ellos y explica los resultados.
Datos: Pm (Cu)= 63.54 g/mol, Pm (U4+) = 238 g/mol, Pm (O2-) = 16 g/mol, R
(Cu)= 0,1278 nm, R(U4+) = 0,105 nm, R(O2-) = 0,132 nm
Cálculo de densidades y factor de empaquetamiento atómico:
# atoms/unit cell
 nA
VcNA
Volume/unit cell
(cm3/unit cell)
Atomic weight (g/mol)
FEA= Vátomos/Vcelda
Avogadro's number
(6.023 x 10 23 atoms/mol)
Cu.
Estructura del Cobre
º
Nº de átomos = 4
Pm (Cu)= 63.54 g/mol
RCu= a √2 / 4
V= a3 = (4RCu/√2)3
4 átomos x 63.54 g/mol
ρ = ------------------------------------------------------------ = 8,93 g/cm3
(4 x 0,1278 nm /√2)3 x 6.023 1023 átomo/mol
FEA= Vátomos/Vcelda =

n4 / 3 a 2  4
a3

3
= 0,74
UO2
Estructura de óxido de uraniu
(NU+4 x P U4+ ) + (No2- x PO2-)
ρ = ---------------------------------------V x NA
Plano (110)
N de U = 4
N de O = 8
P (U4+) = 238 g/mol,
P (O2-) = 16 g/mol,
Ru+4 + Ro-2 = a √3/4 ------------- a = 0,547nm
V= a3 = 0,164 nm3 = 0,164x10-27 m3
(4 x 238 g/mol) + (8 x 16 g/mol)
ρ = -------------------------------------------------------- = 10,93 g/cm3
0,164x10-27 m3 x 6.023 1023 átomo/mol
n U4+ (4/3R3 U4+ ) + n O2+ (4/3R3 O2+ )
FEA= Vátomos/Vcelda = ------------------------------------------------------- = 0,59
a3
2. El Zinc cristaliza en la red hexagonal compacta, determínense los parámetros de
la red cristalina si su densidad es de 7136 kg/m3, su masa atómica Ma= 65.58
g/mol y la relación entre parámetros c/a= 3 , las coordenadas de la base
estructural, el índice de coordinación de los átomos de Zn y el FEA de la
celdilla.
a=2.7 Ǻ y c= 4.7Ǻ; IC= 6; FEA= 0.69
3. El policlorotrifluoroetileno (PCTFE) es un termoplástico lineal con monómeros
CF2CFCl.
i.
¿Cuál es el grado de polimerización para una masa molecular promedio
de 3400 g/mol? Gmp= 29.19
ii.
Explica el significado de los términos “lineal” y “termoplástico”.
iii.
Compara el grado de cristalinidad esperado para ese plástico con el grado
de cristalinidad del Teflón (PTFE) (CF2CF2) justificando tu respuesta.
Mayor cristalinidad: Teflón
iv.
¿Cuál de los dos presentará mayor densidad? ¿por qué? Mayor
densidad: Teflón.
4. La distancia entre planos de la familia (200) de la red FCC del Al es de 202.44
pm. Calcular la constante reticular, el radio atómico, la densidad superficial del
plano compacto (111) y el FEA. Pm (Al)= 26.98 g/mol.
a= 404.88; R= 143.15 pm; d= 126.21 10-23 g/nm2; FEA= O.74
5. Un material compuesto unidireccional epoxi-fibra de Kevlar contiene 60% en
volumen de fibras de Kevlar y 40% de resina epoxi. La densidad de las fibras de
Kevlar es de 1,48 g/cm3 mientras que la de la resina epoxi es de 1,20 g/cm3
¿Cuáles son los porcentajes en peso de Kevlar y resina en el material
compuesto? ¿Cuál es la densidad del material compuesto?
masafibra = 65%
masaepoxi = 35 %
ρcompuesto = 1,37 g/ cm3
6. El MgO, que tiene la estructura del cloruro sódico y que posee un parámetro de
red de 0.396nm. Determinar su densidad y la densidad atómica de los planos
(111) y (110). ¿Qué iones están presentes en cada plano?
Datos: Pm (Mg) = 24.31g/mol y Pm (O)= 16 g/mol.
Densidad: 4317 kg/m3
Densidad (111)= 4.89 10-4 g/m2
Densidad (110)= 6.03 10-4 g/m2
7. Calcular el FEA a Tª ambiente del Fe y del FeO.
Datos: R (Fe)= 0.124 nm, R (Fe2+)= 0.087 nm, R (O2-)=0.132 nm
FEA= 0.68; FEA = 0.589
8. El peso molecular medio del poliestireno es de 500000 g/mol. Calcular el grado
de polimerización medio.
n = 4808 meros/cadena