Cristalografia

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La cristalografía es la ciencia que estudia las formas y propiedades fisicoquímicas de la materia en estado cristalino.

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La cristalografía es la ciencia que estudia las

formas y propiedades fisicoquímicas de la

materia en estado cristalino.

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ANALISIS CRISTALINO

POLIMORFO

COMPUESTO QUIMICO

HABITO ESTRUCTURA INTERNA

CRISTALINO AMORFO

MOLECULAR ADUCTO

NO ESTEREOQUIMICO ESTEREOQUIMICO

CANAL PLACA INCLUSIÓN

SOLVATO

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Un aducto es un complejo que se forma cuando

un compuesto químico se une a una molécula

biológica, como ADN o proteínas.

Estereoquímica, área de la química que estudia

la estructura tridimensional de las moléculas y

las consecuencias de ésta sobre sus propiedades

Físicoquímicas

La estereoquímica explica la complejidad de la

estructura molecular y la dinámica de las

Interacciones intermoleculares.

Estereoquimicos : Isomeros que solo se diferencian

por Su orientación espacial, pero que sus atomos son iguales

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DEFINICIONES

CRISTAL: PATRON TRIDIMENSIONAL QUE SE REPITE EN TODAS

DIRECCIONES. PUEDEN SER ATOMOS, MOLÉCULAS, O

GRUPO DE MOLÉCULAS.

CELDA UNITA: PATRON MINIMO QUE REPRESENTA AL CRISTAL

AL REPRODUCIRSE SE GENERA EL CRISTAL DE

FORMA INTEGRA.

La celda unitaria se caracteriza por tres vectores que

definen las tres direcciones independientes. Esto se

traduce en seis parámetros de red, que son los módulos,

a, b y c, de los tres vectores, y los ángulos a b y g Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional.

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HABITO: DESCRIPCIÓN DE LA APARIENCIA O FORMA EXTERNA

DE UN CRISTAL

TABULAR

PLATO O LAMINAR

PRISMÁTICO

ACICULAR

EQUIDIMENSIONAL

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SISTEMA CRISTALINO

Sistema Cristalino Ejes Ángulos entre ejes

Cúbico a = b = c α = β = = 90º;

Tetragonal a = b ≠ c α = β = γ = 90º

Ortorrómbico a ≠ b ≠ c ≠ a α = β = γ = 90º

Hexagonal a = b ≠ c α = β = 90º; γ = 120º

Trigonal (o Romboédrica) a = b = c α = β = γ ≠ 90º

Monoclínico a ≠ b ≠ c ≠ a α = γ = 90º; β ≠ 90º

Triclínico a ≠ b ≠ c ≠ a α ≠ β ≠ γ

ES LA ESTRUCTURA INTERNA DE UN CRISTAL, A PARTIR DE LA REPETICIÓN EN EL

ESPACIO DE SU CELDA UNITARIA. EN FUNCION DE LOS PARÁMETROS DE RED; ES

DECIR DE LAS LONGITUDES DE SUS LADOS Ó EJES Y DE LOS ANGULOS QUE FORMAN.

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SISTEMAS

CRISTALINOS

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La mayor parte de los sólidos de la naturaleza son cristalinos lo que significa

que los átomos, moléculas o iones que los forman se disponen ordenados

geométricamente en el espacio.

Esta estructura ordenada no se aprecia en muchos casos a simple vista porque

están formados por un conjunto de microcristales orientados de diferentes

Maneras formando una estructura policristalina, aparentemente amorfa.

Este "orden" se opone al desorden que se manifiesta en los gases o líquidos.

Cuando un mineral no presenta estructura cristalina se denomina amorfo.

RED CRISTALINA

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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 celda unitaria que se repite una y otra vez en las tres

Direcciones del espacio.

El tamaño de esta celda unitaria 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).

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El conjunto de elementos de simetría de un objeto que pasan por un

punto, definen la simetría total del objeto (grupo puntual de simetría).

Hay muchos grupos puntuales, pero en los cristales éstos han de ser

Compatibles con la periodicidad (repetitividad por traslación) por lo

que hay sólo 32 posibles grupos puntuales que se denominan clases

cristalinas.

Combinando las dos traslaciones y el ángulo que forman entre sí,

sólo hay cinco posibles formaciones de redes planas: paralelogramo,

rectángulo, cuadrado, hexágono y rombo.

Si formamos una red espacial apilando estas redes planas, sólo

existen catorce posibles formaciones que representan las formas

más sencillas en que puede descomponerse la materia cristalina

sin que por ello pierdan sus propiedades originales, son las

Llamadas redes de Bravais.

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Ahora bien, para determinar completamente la estructura cristalina

elemental de un sólido, además de definir la forma geométrica de la

red, es necesario establecer las posiciones en la celda de los átomos o

moléculas que forman el sólido cristalino; lo que se denominan puntos

reticulares. Las alternativas son las siguientes:

P Celda primitiva o simple en la que los puntos reticulares son sólo los

vértices del paralelepípedo.

C Celda centrada en las cara, que tiene puntos reticulares en las caras,

además de en los vértices. Si sólo tienen puntos reticulares en las

bases, se designan con las letras A, B o C según sean las caras que

tienen los dos puntos reticulares.

I Celda centrada en el cuerpo que tiene un punto reticular en el centro

de la celda, además de los vértices.

R Primitiva con ejes iguales y ángulos iguales ó hexagonal doblemente

centrada en el cuerpo, además de los vértices.

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Los cristales presentan formas más o menos regulares con definición de

aristas, caras y vértices. Internamente, están constituidos por partículas

que guardan entre sí relaciones y distancias fijas; estos parámetros

internos se estudian mediante rayos X, mientras que los externos se

realizan midiendo los ángulos que forman sus caras.

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Modelo de Ewald dando cuenta de la difracción. Los rayos X incidentes, de

longitud de onda l,(línea blanca) llevan asociados una esfera imaginaria (verde)

de diámetro 2/l. La red recíproca (puntos rojos) se mueve solidariamente con el

cristal, y cada vez que un punto recíproco choca con la superficie de la esfera se

provoca un haz difractado que emerge desde el centro de la esfera y que pasa

por el punto (líneas amarillas).

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Estos métodos permiten obtener una colección de datos, formados por

tres índices de Miller y una intensidad para cada uno de los máximos de

difracción medidos. Con ello se consigue recoger la mayor parte posible

de la red recíproca, ponderada con intensidades, es decir, el espectro de

difracción de un monocristal de la muestra a estudiar.

Estos datos nos permitirán reconstruir la arquitectura interior del cristal,

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Se identifican mediante los índices de Miller.

Estos índices son tres números enteros (cuatro para el caso de sistemas hexagonales)

y se representan encerrados entre paréntesis, (hkl). El procedimiento para calcular

los índices de Miller de un plano cristalográfico en un cristal cúbico es como sigue:

• Determinar las intersecciones del plano con los ejes cristalográficos x, y, z.

Si no corta con algún eje, la íntersección sería

• Obtener los inversos de estos valores.

• Multiplicar o dividir por un factor común para que los números resultantes

sean enteros.

• Estos números enteros son los índices de Miller del plano, y para finalizar basta

encerrarlos entre paréntesis (sin separarlos por comas).

De la misma manera que las direcciones estructuralmente equivalentes se dice que

pertenecen a una misma familia de direcciones, los planos estructuralmente

equivalentes pertenecen a la misma familia de planos. Las familias de planos se

representan por los índices de Miller encerrados entre llaves {hkl}.

Los planos reticulares o cristalográficos

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Diamante, con estructura

muy compacta

Grafito, con estructura atómica

en láminas

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