Estructura cristalina

En mineralogía y cristalografía, a estructura cristalina es un arreglo único de átomos en a cristal. Una estructura cristalina se compone de un adorno, un sistema de átomos arreglado de una manera particular, y de un enrejado. Los adornos están situados sobre los puntos de a enrejado, que es un arsenal de puntos que repiten periódicamente en tres dimensiones. Los puntos se pueden pensar en como formación de las cajas minúsculas idénticas, llamado las células de la unidad, que llenan el espacio del enrejado. Las longitudes de los bordes de una célula de la unidad y los ángulos entre ellos se llaman parámetros del enrejado. simetría las características del cristal se incorporan a su grupo del espacio. Una estructura cristalina y una simetría desempeñan un papel en la determinación de muchas de sus características, por ejemplo hendidura, electrónico estructura de la venda, y características ópticas.

Célula de la unidad

La estructura cristalina de un material o el arreglo de átomos en una estructura cristalina se puede describir en términos de su célula de la unidad. La célula de la unidad es una caja minúscula que contiene unos o más adornos, un arreglo espacial de átomos. Las células de las unidades apilado en espacio tridimensional describe el arreglo a granel de los átomos del cristal. La célula de la unidad es dada por su parámetros del enrejado, la longitud de los bordes de la célula y los ángulos entre ellos, mientras que las posiciones de los átomos dentro de la célula de la unidad son descritas por el sistema de posiciones atómicas (xi,yi,zi) medido de un punto del enrejado.

Aunque hay un número infinito de maneras de especificar una célula de la unidad, porque cada estructura cristalina hay a célula convencional de la unidad, cuál se elige para exhibir simetría completa del cristal (véase abajo). Sin embargo, la célula convencional de la unidad no es siempre la opción posible más pequeña. A célula primitiva de la unidad de una estructura cristalina particular está el volumen posible más pequeño uno puede construir con el arreglo de átomos en el cristal tales que, cuando está apilado, llena totalmente el espacio. Esta célula primitiva de la unidad no exhibe siempre todas las simetrías inherentes en el cristal. A Célula de Wigner-Seitz es una clase particular de célula primitiva cuál tiene la misma simetría que el enrejado. En una célula de la unidad cada átomo tiene un ambiente idéntico cuando está apilado en el espacio dimensional 3. En una célula primitiva, cada átomo puede no tener el mismo ambiente.

Hay solamente siete sistemas cristalinos posibles ese los átomos pueden embalar juntos para producir un enrejado de espacio infinito 3D de una manera tal que cada punto del enrejado tenga un ambiente idéntico a ése alrededor de cada otro punto del enrejado.

Clasificación de cristales por simetría

La característica que define de un cristal es su simetría inherente, por la cual significamos eso debajo de seguro operaciones el cristal permanece sin cambiar. Por ejemplo, rotando el cristal 180 grados sobre cierto eje pueden dar lugar a una configuración atómica que sea idéntica a la configuración original. El cristal entonces se dice para tener una simetría rotatoria doble sobre este eje. Además de simetrías rotatorias tenga gusto de esto, un cristal puede tener simetrías bajo la forma de planos del espejo y simetrías de translación, y también el supuesto simetrías compuestas cuál es una combinación de la traducción y de la rotación/de las simetrías del espejo. Una clasificación completa de un cristal se alcanza cuando todas estas simetrías inherentes del cristal se identifican.

Sistema cristalino

Sistemas cristalinos está el agrupar de las estructuras cristalinas según el sistema axial usado para describir su enrejado. Cada sistema cristalino consiste en un sistema de tres hachas en un arreglo geométrico particular. Hay siete sistemas cristalinos únicos. El el más simple y más simétrico, cúbico (o) el sistema isométrico, tiene la simetría de a cubo, es decir, exhibe cuatro hachas rotatorias triples orientadas en 109.5 grados (el ángulo tetraédrico) con respecto a uno a. Estas hachas triples mienten a lo largo de las diagonales del cuerpo del cubo. Esta definición de un cúbico está correcta, aunque muchos libros de textos indican incorrectamente que un cubo es definido por tres hachas mutuamente perpendiculares de longitud igual - si esto fuera verdad allí sería más de 14 lejanos Enrejados de Bravais. Los otros seis sistemas, en orden de la simetría que disminuye, son hexagonal, tetragonal, rhombohedral (también conocido como trigonal), orthorhombic, monoclinic y triclínico. Algunos crystallographers consideran el sistema cristalino hexagonal no ser su propio sistema cristalino, sino que por el contrario una parte del sistema del cristal del trigonal. El sistema y el enrejado de Bravais cristalinos de un cristal describen (puramente) la simetría de translación del cristal

Ángulos de las 7 estructuras cristalinas básicas

triclínico = 100 y 80 grados, monoclinic = 100, 80 y 90 grados, orthorhombic = 90 grados, hexagonal = 90 y 120 grados, rhombohedral = 100 y 80 grados, tetragonal = 90 grados, cúbico = 90 grados

Los enrejados de Bravais

Cuando los sistemas cristalinos se combinan con los varios centerings posibles del enrejado, llegamos Enrejados de Bravais. Describen el arreglo geométrico de los puntos del enrejado, y de tal modo la simetría de translación del cristal. En tres dimensiones, hay 14 enrejados de Bravais únicos que son distintos a partir del uno otro en la simetría de translación que contienen. Todos los materiales cristalinos reconocieron hasta este momento (no incluyendo quasicrystals) quepa en uno de estos arreglos. Los catorce enrejados tridimensionales, clasificados por el sistema cristalino, se demuestran a la derecha. Los enrejados de Bravais se refieren a veces como enrejados de espacio.

La estructura cristalina consiste en el mismo grupo de átomos, base, colocado alrededor de cada punto del enrejado. Este grupo de átomos por lo tanto repite indefinidamente en tres dimensiones según el arreglo de uno de los 14 enrejados de Bravais. Las simetrías características de la rotación y del espejo del grupo de átomos, o célula de la unidad, es descrito por su grupo cristalográfico del punto.

Grupos del punto y del espacio

Grupo cristalográfico del punto o clase cristalina es el grupo matemático que abarca las operaciones de la simetría que dejan por lo menos un punto unmoved y que salen del aspecto de la estructura cristalina sin cambios. Estas operaciones de la simetría pueden incluir reflexión, que refleja la estructura a través de a plano de la reflexión, rotación, que rota la estructura a la porción especificada de un círculo alrededor a eje de rotación, inversión qué cambios la muestra del coordenada de cada punto con respecto a a centro de la simetría o punto de la inversión y rotación incorrecta, que consiste en una rotación sobre un eje siguió por una inversión. Las hachas de la rotación (apropiadas e incorrectas), los planos de la reflexión, y los centros de la simetría se llaman colectivamente elementos de la simetría. Hay 32 clases cristalinas posibles. Cada uno se puede clasificar en uno de los siete sistemas cristalinos.

grupo del espacio de la estructura cristalina se compone de las operaciones de translación de la simetría además de las operaciones del grupo del punto. Éstos incluyen puro traducciones cuáles mueven un punto a lo largo de un vector, hachas del tornillo, que rotan un punto alrededor de un eje mientras que traducen paralelos al eje, y planos del deslizamiento, que reflejan un punto a través de un plano mientras que lo traducen paralelo al plano. Hay 230 grupos distintos del espacio.

Características físicas

Defectos o impurezas en cristales

Característica verdadera de los cristales defectos o las irregularidades en los arreglos ideales descritos arriba y él son estos defectos que determinan críticamente muchas de las características eléctricas y mecánicas de materiales verdaderos. Cuando un átomo substituye para uno de los componentes atómicos principales dentro de la estructura cristalina, la alteración en las características eléctricas y termales del material puede sobrevenir. Las impurezas pueden también manifestar como impurezas de la vuelta en ciertos materiales. La investigación sobre impurezas magnéticas demuestra que la alteración substancial de ciertas características tales como calor específico se puede afectar por concentraciones pequeñas de una impureza, como por ejemplo impurezas en semiconductor ferromagnético aleaciones puede conducir a diversas características según lo primero predicho en los últimos años 60.Dislocaciones en el enrejado cristalino permita esquileo en una tensión más baja que eso necesitó para una estructura cristalina perfecta.

Simetría cristalina y características físicas

Veinte de las 32 clases cristalinas son supuestos piezoeléctrico, y cristales que pertenecen a uno de exhibición de estas clases (grupos del punto) la piezoelectricidad. Las 21 clases piezoeléctricas carecen un centro de la simetría. Cualquier material desarrolla a dieléctrico la polarización cuando se aplica un campo eléctrico, solamente una sustancia que tiene una separación tan natural de la carga incluso en ausencia de un campo se llama un material polar. Si o no un material es polar es determinado solamente por su estructura cristalina. Solamente 10 de los grupos de 32 puntos son polares. Todos los cristales polares son pyroelectric, así que las 10 clases cristalinas polares se refieren a veces como las clases pyroelectric.

Hay algunas estructuras cristalinas, notablemente perovskite estructura, que exhiben ferroelectric comportamiento. Esto es análogo a ferromagnetism, en ésa, en ausencia de un campo eléctrico durante la producción, el cristal ferroelectric no exhibe una polarización. Sobre el uso de un campo eléctrico de la suficiente magnitud, el cristal se polariza permanentemente. Esta polarización se puede invertir por una reconvención suficientemente grande, de la misma forma de que que un ferromagnet puede ser invertido. Sin embargo, es importante observar que, aunque se llaman ferroelectrics, el efecto es debido a la estructura cristalina, no la presencia de un metal ferroso.

Los cristales inconmensurables tienen simetría de translación período-que varía. El período entre los nodos de la simetría es constante en la mayoría de los cristales. La distancia entre los nodos en un cristal inconmensurable es dependiente en el número de nodos entre ella y el nodo bajo

Nombre: Edymar Gonzalez Albarracin
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Crystal_structure/1