1. Interacciones electrostáticas:
* Las cargas opuestas atraen: Los cationes cargados positivamente y los aniones cargados negativamente se atraen firmemente, formando la base de la estructura cristalina.
* Los cargos como repeler: La repulsión entre iones de la misma carga les impide ocupar posiciones adyacentes.
2. Eficiencia de embalaje:
* Empaque más cercano: Los iones tienden a organizarse de una manera que maximice la densidad de embalaje, minimizando el espacio vacío.
* Número de coordinación: Esto se refiere al número de iones vecinos más cercanos de carga opuesta que rodea un ion dado. El número de coordinación está influenciado por los tamaños relativos de los iones.
3. Ciletización de cristal:
* celda unitaria: La unidad de repetición más pequeña de la estructura cristalina se llama celda unitaria. Todo el cristal se puede construir repitiendo esta celda unitaria en tres dimensiones.
* Bravais Lattices: Hay 14 redes Bravais distintas que describen todos los posibles arreglos tridimensionales de puntos.
* Grupos espaciales: La simetría completa de un cristal es descrita por su grupo espacial, que incluye la red de Bravais y la disposición de los átomos dentro de la celda unitaria.
Estructuras de cristal comunes:
* Cúbico simple: Cada ion está rodeado por seis vecinos más cercanos de carga opuesta.
* Cúbico centrado en la cara (FCC): Cada ion está rodeado por doce vecinos más cercanos. Esta es una estructura muy común para los metales.
* Cúbico centrado en el cuerpo (BCC): Cada ion está rodeado por ocho vecinos más cercanos.
* hexagonal de empaquetado (HCP): Cada ion está rodeado por doce vecinos más cercanos en un arreglo hexagonal.
Factores que influyen en la estructura cristalina:
* radio iónico: El tamaño de los iones juega un papel importante en la determinación del número de coordinación y la estructura general.
* carga iónica: La carga de los iones influye en la resistencia de las interacciones electrostáticas y, por lo tanto, la estabilidad de la estructura cristalina.
* Temperatura y presión: Estos factores pueden influir en la estabilidad relativa de las diferentes estructuras de cristal.
Ejemplos:
* NaCl (sal de mesa): Tiene una estructura cúbica centrada en la cara donde cada ion Na+ está rodeado por seis clandones y viceversa.
* cscl: Tiene una estructura cúbica simple donde cada ion CS+ está rodeado por ocho clandones y viceversa.
* Diamante: Si bien no es un cristal iónico, demuestra el principio del empaque más cercano, con cada átomo de carbono coordinado tetraédricamente a otros cuatro átomos de carbono.
Comprender la disposición de los iones en los cristales es crucial en varios campos como la ciencia de los materiales, la mineralogía y la cristalografía. Ayuda a predecir propiedades como el punto de fusión, la conductividad y la dureza de los materiales.
