2. Redes cristalinas.

Después de mirar muchos materiales con su "lupa", nuestro protagonista se ha dado cuenta de que casi todos los materiales metálicos que ha observado tienen una estructura ordenada, bien dicho, cristalina.

Pero no todas las estructuras son iguales.

Seguirá observando distintos metales para establecer una clasificación de las distintas ordenaciones o, bien dicho, de las distintas redes.

En general los sólidos de la naturaleza son cristalinos lo que implica que los iones, átomos o moléculas que los constituyen se ordenan geométricamente en el espacio. En ocasiones esta estructura ordenada no es apreciable a simple vista porque están formados por una agrupación de microcristales orientados de formas diversas dando lugar a estructuras policristalinas, aparentemente amorfas.

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Las redes cristalinas se caracterizan fundamentalmente por un orden o periodicidad.

La estructura interna de los cristales viene representada por la llamada celdilla unidad o elemental que es el menor conjunto de átomos que mantienen las mismas propiedades geométricas de la red y que al expandirse en las tres direcciones del espacio constituyen una red cristalina.

El tamaño de esta celdilla viene determinado por la longitud de sus tres aristas (a, b, c), y la forma por el valor de los ángulos entre dichas aristas (a, b, g).

Estructura de la red cristalina repetida en el espacio
Imagen 13 . Wikimedia. Creative Commons

Auguste Bravais, en el siglo XIX fue el primero en proponer la hipótesis de la estructura reticular de los minerales.

En la actualidad se han podido describir catorce redes cristalinas, llamadas redes de Bravais.

Estos catorce tipos de celdillas elementales son los que vemos a continuación:

Redes de cristalización
Imagen 14. Wikimedia. Creative Commons.
Icono de IDevice de pregunta AV - Pregunta de Elección Múltiple
Las redes cristalinas están formadas por:
  
Celdillas unidad.
Redes de Bravais.
Microcristales.

De las catorce redes de Bravais, solo cuatro son sistemas de cristalización para los metales y aleaciones metálicas, y serán las que estudiaremos.

Pero antes estudiaremos una serie de indicadores con los que describir cualquier red.

Y ahora ya podemos ver los principales sistemas de cristalización para metales y aleaciones.

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Red cúbica centrada en el cuerpo (BCC)

La red representa un cubo cuyo parámetro es a, y los átomos están dispuestos en los vértices y en el centro del cubo.

DENSIDAD DE COMPACTACIÓN: 68%

ÍNDICE DE COORDINACIÓN: 8

EJEMPLOS: Fea, Mo, Na, ...

Red cúbica centrada en el cuerpo
Imagen 15. Wikimedia. Creative Commons.

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Red cúbica centrada en las caras (FCC)

La red tiene forma de cubo, de parámetro a, con 8 átomos en los vértices del cubo y 6 en los centros de cada una de las caras.

DENSIDAD DE COMPACTACIÓN: 74%

ÍNDICE DE COORDINACIÓN: 12

EJEMPLOS: Feγ, Ni, Co, Cu, Al, Ti, ...

Red cúbica centrada en las caras
Imagen 16 . Wikimedia. Creative Commons.

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Red hexagonal compacta
Imagen 17 . Wikimedia.
Creative Commons.

Red hexagonal compacta (HCP)

La red tiene forma de prisma recto cuya base es un hexaedro. Tiene dos parámetros, los lados de la base del prisma a y su altura c. Doce átomos están dispuestos en los vértices de la red, 2 átomos en el centro de la base y 3 átomos en el interior de la red.

DENSIDAD DE COMPACTACIÓN: 74%

ÍNDICE DE COORDINACIÓN: 12

EJEMPLOS: Ti, Co, Cd, Mg, ...


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Red Tetragonal centrada en el cuerpo: Tiene forma de prisma recto de base centrada. Los átomos están dispuesto de igual forma que en la (BCC). Presenta dos parámetros, el lado de la base a y la altura c. La relación c/a recibe el nombre de grado de tetragonalidad. El índice de coordinación es igual a 8.

DENSIDAD DE COMPACTACIÓN: 62%

ÍNDICE DE COORDINACIÓN: 8

Red tetragonal centrada en el cuerpo
Imagen 18 . Wikimedia. Creative Commons.

AV - Pregunta Verdadero-Falso
Fíjate en la estructura de la red cúbica centrada en las caras, y contesta a estas preguntas para determinar el número de átomos que tiene en la celda unidad.


Los átomos de los vértices pertenecen a 8 celdillas.

Verdadero Falso


Los átomos de las caras aportan 1/3.

Verdadero Falso


El número de átomos de una celda de la red cúbica centrada en las caras es 4.

Verdadero Falso