ESTRUCTURAS DE LOS METALES

SHIRLI PAOLA OLIVERAS

LUZ VEGA BUSTO

ESTRUCTURAS DEL METAL

Estudios de difracción de rayos X han permitido determinar la estructura de muchos elementos metálicos, revelando la existencia de empaquetamientos compactos en muchos de ellos. Ello indica que presenta una débil tendencia a formar en esas estructuras

enlaces covalentes dirigidos. Una consecuencia del compactación es la alta densidad de dichos metales, ya que existe una gran

cantidad de masa en un volumen mínimo. La Tabla 1 muestra las estructura cristalinas que presentan algunos metales en

condiciones suaves.

. Estructuras cristalinas de elementos metálicos a 25ºC y 1atm

Estructura cristalina Elemento Hexagonal compacta Be, Cd, Co, Mg, Ti, Zn Cúbica compacta Ag, Al, Au, Ca, Cu, Ni, Pb, Pt Cúbica centrada en el cuerpo Ba, Cr, Fe, W, alcalinos Cúbica-primitiva Po

En la Tabla aparecen dos estructuras no comentadas hasta ahora: la cúbica centrada en el cuerpo y la cúbica primitiva. Estas son dos

estructuras menos compactas que las dos anteriores. La estructura cúbica centrada en el cuerpo presenta como celda unidad un cubo formado por ocho esferas con una novena esfera en el centro del cubo (Figura 5). Los

metales con esta estructura presentan, obviamente, un número de coordinación ocho. Una estructura aún menos frecuente es la cúbica primitiva, cuya celda unidad coincide con la anterior exceptuando la

esfera del centro del cubo. El número de coordinación en esta estructura es seis, y tan sólo la presenta el Po a presión y temperatura ambientes. Con estas cuatro estructuras se pueden explicar la inmensa mayoría de

las estructuras que presentan los metales, pues en muchos casos las estructuras reales son mezclas de las mismas.

El polimorfismo de los metales. Se define polimorfismo como la capacidad de adoptar distintas

formas cristalinas, bajo distintas condiciones de presión y temperatura. Así, por ejemplo, el hierro presenta distintas

transiciones en fase sólida conforme se va calentando. Una característica general es que las fases más compactas suelen ser las termodinámicamente más favorables a temperaturas

bajas, mientras que las menos compactas lo serán a altas temperaturas.

Los radios atómicos de los metales. En un capítulo anterior se ha definido el radio metálico como

la distancia entre los centros de dos átomos vecinos. Sin embargo, ahora es ya posible adivinar que tales distancias no van a ser iguales a lo largo del cristal, y un mismo elemento

que presente dos estructuras distintas presentaría radios metálicos distintos. Un extenso estudio sobre las distancias

internucleares en un amplio número de elementos polimórfico permitió a Goldschmidt proponer un método para calcular el

radio metálico promedio en función del número de coordinación