Problemas Sólidos

Química Inorgánica Avanzada
PROBLEMAS SÓLIDOS
1. a) Obtener una expresión para calcular el volumen de una celda cúbica centrada en las caras
(FCC) en función del radio atómico R.
b) Si el Pb tiene una estructura FCC y un radio atómico de 0,175 nm, calcular el volumen de la
celda unitaria.
2.
Calcular cuántos iones hay en la celda unitaria de las siguientes estructuras:
a) ZnS, esfalerita (Zn: gris, S: amarillo)
b) TiO2, rutilo, figura de la izquierda y anatasa, figura de la derecha (Ti: gris, O: rojo).
3.
Demostrar que el factor de empaquetamiento para la estructura cristalina cúbica centrada en las
caras es 0,74.
4.
Calcular la densidad del cobre y compararla con la densidad experimental (8,94 g/cm 3). El Cu
tiene un radio atómico de 0,128 nm y una estructura cristalina cúbica centrada en las caras.
5.
El monóxido de titanio tiene una estructura de sal gema. Datos de difracción de rayos X
muestran que la arista de la celda unitaria cúbica para el TiO con una relación 1:1 de Ti a O es
de 418 pm y que la densidad es de 4,92 g cm -3. ¿Indican estos datos que existen defectos? Si es
así, ¿son defectos intersticiales o de vacancias?
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Química Inorgánica Avanzada
6.
Para cada uno de los siguientes pares de compuestos elegir aquel que presente la mayor
probabilidad de una concentración alta de defectos y describir la naturaleza de los mismos:
a) NaCl y NiO
b) CaF2 y PbF2
c) Al2O3 y Fe2O3
7.
La estructura cristalina del SrTiO3 es cúbica, pertenece al grupo puntual Pm3m con un lado de
celda unitaria a= 3,90 Å. Calcular las posiciones esperadas de 2θ para los primeros tres picos
del difractograma si la radiación empleada es Cu Kα(λ= 1,54 Å) y los valores de hkl para los
primeros picos son: 100, 110 y 111.
8.
¿Qué tipo de defecto se espera observar para un cristal de cloruto de estroncio si se encuentra
cloruro de litio como impureza?
9.
Sugerir por qué el dopaje de NiO con Li2O en aire o en presencia de oxígeno conduce a un
aumento de la conductividad eléctrica y comentar la dependencia de este aumento con la
cantidad de litio dopante.
10. Datos de conductividad para la β-alúmina con iones monopositivos de varios radios muestran
que los iones Ag+ y Na+, ambos con radios cercanos a los 100 pm, tienen energías de
activación por conductividad cercanas a los 17 kJ mol -1, mientras que para el Tl+ (de radio 149
pm) es cercana a los 35 kJ mol-1. Explicar esta diferencia.
11. Empleando datos de radios iónicos de tablas y considerando los estados de oxidación
disponibles decidir si podrían formar soluciones sólidas con 0 ≤ x ≤ 0,4:
a) La2-xSrxCuO4
b) La2-xMgxCuO4
b) Ca1-xNaxCl2
12. ¿Cuál de los siguiente materiales que contienen capas de estequiometría CuO 2 se esperaría que
fuera superconductor de alta temperatura?
a) YBa2Cu4O8
b) Ca1,8Na0,2CuO2Cl2
c) Gd2Ba2Ti2Cu2O11
d) SrCuO2,12
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