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Questions and Answers
¿Qué es una red cristalina?
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¿Cuántos sistemas cristalinos existen?
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¿Qué característica define a los materiales cerámicos?
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¿Qué describe la Ley de Bragg en difracción de rayos X?
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¿Cuál de estos no es un sistema de Bravais?
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¿En qué unidad se mide comúnmente el parámetro de red?
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¿Qué red cristalina caracteriza la mayoría de los metales?
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¿Qué tipo de enlace es más común en materiales metálicos?
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¿En qué año se descubrió la difracción de rayos X?
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¿Qué sucede cuando un material amorfo se cristaliza?
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¿Qué propiedad caracteriza a los materiales policristalinos?
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¿Qué es la notación de Miller?
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¿Qué propiedad de los monocristales se mide con la ley de Bragg?
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¿Qué indica la familia de direcciones en una red cúbica?
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¿Qué ocurre en los metales debido a la presencia de electrones libres?
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¿Cuál es la característica de los sólidos covalentes?
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¿Qué sistema cristalino tiene tres tipos de celdas de Bravais?
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¿Cuál es el ángulo de Bragg en difracción de rayos X?
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¿En qué estructura cristalina los átomos ocupan los vértices y el centro del cuerpo?
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¿Cuál de las siguientes redes cristalinas es común en materiales cerámicos?
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¿Qué representa el parámetro de red 'a' en una red cúbica?
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¿Qué es una celda primitiva?
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¿Qué tipo de material es isotrópico en propiedades macroscópicas?
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¿Cuál es la base de una red cristalina?
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¿Cuál de las siguientes es una estructura común en los polímeros cristalinos?
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¿Con qué se mide la difracción en el método de Laue?
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¿Cuál es el resultado típico de un análisis por difracción de rayos X?
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¿Qué define el empacamiento en redes cristalinas metálicas?
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¿Cuál es una característica de los sólidos amorfos?
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¿Qué implica la anisotropía en un material cristalino?
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¿Qué caracteriza a los compuestos iónicos?
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¿Qué propiedad tienen los materiales con estructura FCC?
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¿Cuál de los siguientes sistemas cristalinos tiene solo un tipo de red de Bravais?
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¿En qué consiste la difracción de rayos X?
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¿Qué relación de ángulos y lados define la celda unidad cúbica?
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¿Cuál es una aplicación del método de polvos en difracción?
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¿Cuál es la característica principal de la estructura cristalina BCC?
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¿Para qué se usa la Ley de Bragg en la caracterización de materiales?
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¿Qué se entiende por una red de Bravais?
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¿Qué caracteriza a la estructura cristalina de los sólidos metálicos?
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¿Qué son los índices de Miller?
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¿Cuál es la forma de una celda unidad en el sistema hexagonal?
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¿Qué define la densidad de empaquetamiento en una red cristalina?
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¿Cuál de los siguientes elementos de simetría no existe en redes cristalinas?
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¿Qué significa que un material sea anisótropo?
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¿Qué estructura presenta empaquetamiento más compacto?
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¿Qué fenómeno permite la caracterización de estructuras cristalinas mediante rayos X?
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¿Cuál es la importancia de la distancia interplanar en redes cristalinas?
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¿Qué representa la notación de en una red cristalina?
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¿Cuál es la característica de los materiales amorfos en comparación con los cristalinos?
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¿Qué describe el sistema ortorrómbico en términos de parámetros de red?
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¿Qué indica la relación de parámetros de red en un sistema trigonal?
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¿Qué tipo de radiación se utiliza principalmente en difracción de rayos X?
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¿Por qué la estructura FCC es favorable para la ductilidad?
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¿Qué sucede cuando un rayo X es reflejado por un sistema de planos en un cristal?
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¿Qué es un cristal?
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¿Qué propiedad es común en estructuras cúbicas centradas en el cuerpo?
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¿Qué propiedad tienen los materiales que cristalizan en sistema cúbico?
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¿Qué caracteriza la red cristalina de los sólidos cerámicos?
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¿Cuál de los siguientes es un método para estudiar estructuras cristalinas? (Selecciona todas las que apliquen)
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¿Qué propiedad es típica de los materiales iónicos?
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¿En qué material es común la estructura HCP?
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¿Cuál es la unidad básica que se repite en una red cristalina?
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¿Qué sistema cristalino es el menos simétrico?
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¿Qué son las direcciones preferenciales en una red cristalina?
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¿Qué significa que un cristal sea isotrópico?
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¿Qué tipo de material presenta enlaces de Van der Waals?
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¿Qué describe la ecuación de Bragg?
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¿Qué material tiene típicamente una estructura cúbica centrada en las caras?
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¿Con qué herramienta se caracteriza comúnmente la orientación de cristales individuales?
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¿Qué ocurre en un difractograma de una muestra policristalina?
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¿Qué determina el índice de difracción de un cristal?
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¿Qué caracteriza al hierro en estado alfa?
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¿Cuál de estos métodos no se utiliza en la caracterización cristalina?
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¿Cuál es la estructura más densa?
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¿Qué es una familia de planos?
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¿Qué describe la densidad de empaquetamiento?
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¿Qué indica una estructura cristalina anisótropa?
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¿Qué describe el factor de estructura en un cristal?
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¿Cuál es el principal tipo de enlace en los polímeros semicristalinos?
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¿Qué material típicamente no difracta?
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¿Cuál es una característica del empaquetamiento hexagonal compacto?
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¿Cuál es el sistema cristalino de un material con $a = b \neq c$ y $\alpha = \beta = \gamma = 90^\circ$?
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¿Cuál es el principal método de unión en los metales?
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¿Qué caracteriza a un sólido molecular?
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¿En qué condición los materiales metálicos difractan?
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¿Qué determina la Ley de Bragg?
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¿Qué red de Bravais es común en metales?
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¿Cuál es una propiedad de la red FCC?
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¿Qué tipo de enlace caracteriza a los materiales cerámicos?
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¿Qué son los índices de Laue?
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¿Qué determina la densidad en un cristal?
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¿Qué material suele tener una estructura cúbica centrada en las caras?
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¿Qué caracteriza la estructura de los sólidos iónicos?
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¿Qué es una celda unidad primitiva?
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¿Cuántos sistemas cristalinos existen?
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¿Qué sucede al aumentar la simetría en una estructura cristalina?
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¿Qué se necesita para que se produzca difracción de rayos X?
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¿Cuál es la configuración atómica en un sólido amorfo?
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¿Cuál es la diferencia principal entre materiales cristalinos y amorfos?
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¿Qué estructura presenta el cuarzo?
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Study Notes
Redes Cristalinas
- Una red cristalina es la disposición tridimensional de átomos en un patrón regular.
- Existen siete sistemas cristalinos: cúbico, tetragonal, ortorrómbico, hexagonal, romboédrico, monoclínico y triclínico.
- Los materiales cerámicos se caracterizan por sus estructuras complejas y alta dureza.
- La Ley de Bragg describe la condición para que haya interferencia constructiva en redes cristalinas, la que se produce cuando los rayos X se difractan en un ángulo específico (ángulo de Bragg).
Difracción de rayos X
- La difracción de rayos X fue descubierta en 1914.
- Los materiales amorfos se caracterizan por su orden aleatorio, pero pueden cristalizarse formando una estructura periódica.
- Los materiales policristalinos se caracterizan por su alta isotropía, lo que significa que tienen propiedades físicas similares en todas las direcciones.
Parámetros de Red Cristalinas
- Los parámetros de red se miden comúnmente en angstroms (Å).
- La mayoría de los metales se caracterizan por tener una red cristalina de tipo cúbica centrada en el cuerpo.
- La notación de Miller es un sistema para nombrar planos y direcciones en cristales.
- La ley de Bragg se puede utilizar para determinar la orientación de los planos atómicos en un monocristal.
- Los metales tienen alta conductividad eléctrica y térmica debido a la presencia de electrones libres.
- Los sólidos covalentes tienen altos puntos de fusión y ebullición debido a los fuertes enlaces entre los átomos.
- El sistema cristalino cúbico tiene tres tipos de celdas de Bravais: cúbica simple, cúbica centrada en el cuerpo y cúbica centrada en las caras.
- Un parámetro de red "a" en una red cúbica corresponde a la longitud de una arista de la celda unidad.
- Una celda primitiva es la celda unidad de volumen mínimo que rellena el espacio.
- Los policristales con granos orientados al azar son isotrópicos en propiedades macroscópicas.
- Los polímeros cristalinos a menudo adoptan una estructura hexagonal.
- El método de difracción de Laue utiliza rayos X para determinar la estructura cristalina de un material.
- Una base de una red cristalina es un conjunto de átomos o iones asociados a cada punto de red.
- La estructura cúbica es común en algunos polímeros cristalinos.
Otros conceptos
- Una familia de direcciones en una red cúbica indica todas las direcciones equivalentes.
- La difracción de rayos X permite determinar la estructura cristalina de los materiales.
- Los átomos en una red cúbica centrada en el cuerpo ocupan los vértices y el centro del cuerpo.
- Los materiales cerámicos suelen tener una estructura hexagonal.
- La difracción de rayos X se utiliza para determinar el ángulo de Bragg, que satisface la condición de interferencia constructiva.
- La cristalografía es el estudio científico de los cristales y su estructura.
Difracción de rayos X
-
El resultado típico de un análisis por difracción de rayos X es un difractograma.
-
La difracción de rayos X consiste en la reemisión de radiación en direcciones específicas al interactuar con la estructura cristalina.
-
La Ley de Bragg se utiliza para determinar la distancia interplanar en cristales, lo que permite caracterizar la estructura.
Redes cristalinas
-
El empacamiento en redes cristalinas metálicas se define por la forma en que se apilan los átomos.
-
Los sólidos amorfos carecen de orden de largo alcance, mientras que los sólidos cristalinos tienen una estructura interna ordenada y repetitiva.
-
La anisotropía en un material cristalino implica que las propiedades varían según la dirección.
-
Los compuestos iónicos se caracterizan por su alta dureza y su elevado punto de fusión.
Tipos de celdas unidad
-
La celda unidad cúbica se define por tener todos los lados iguales y ángulos rectos.
-
El sistema hexagonal tiene un tipo de red de Bravais, y su celda unidad tiene forma de prisma.
-
La estructura cristalina BCC (cúbica centrada en el cuerpo) tiene átomos en los vértices y el centro del cuerpo.
-
La estructura cristalina FCC (cúbica centrada en las caras) tiene átomos en los vértices y el centro de las caras.
Propiedades de los materiales cristalinos
-
Los materiales con estructura FCC tienen alta ductilidad debido a la alta cantidad de planos de deslizamiento.
-
Los materiales con estructura BCC tienen alta resistencia a la deformación debido a su alta densidad de empaquetamiento.
-
Los materiales con estructura HCP (hexagonal compacta) tienen un empaquetamiento más compacto que las estructuras FCC y BCC.
-
Los materiales cristalinos con sistema cúbico son isótropos y su densidad es relativamente alta.
Otros detalles importantes
- Los índices de Miller identifican planos y direcciones en cristales.
- La densidad de empaquetamiento en una red cristalina se define por la cantidad de espacio vacío en la celda unidad.
- La red de Bravais describe las configuraciones de celdas unidad en diferentes sistemas cristalinos.
- La notación "[]" en una red cristalina representa una familia de direcciones cristalográficamente equivalentes.
- Los solidos metálicos tienen alta conductividad térmica y eléctrica, y se caracterizan por tener redes de Bravais.
- Los solidos cerámicos tienen enlaces iónicos y covalentes, lo que les da alta dureza.
Métodos de estudio de la estructura cristalina
- La difracción de rayos X es un método común para estudiar la estructura cristalina de los materiales.
Propiedades de los materiales iónicos
- Los materiales iónicos, como la sal de mesa (NaCl), son conocidos por su alta resistencia a la compresión.
Estructura HCP (Hexagonal Compacta)
- La estructura HCP es común en el magnesio.
Celda unidad
- La celda unidad es la unidad básica y repetitiva que conforma una red cristalina.
Sistemas cristalinos
- El sistema triclínico es el menos simétrico de los siete sistemas cristalinos.
Direcciones preferenciales en una red cristalina
- Las direcciones preferenciales en una red cristalina se definen como las direcciones donde los átomos se repiten de forma específica.
Isotropía e Anisotropía
- Un material isotrópico presenta propiedades iguales en todas las direcciones.
- Un material anisótropo tiene propiedades que varían según la dirección en la que se midan.
Enlaces de Van der Waals
- Los enlaces de Van der Waals son comunes en sólidos moleculares.
Ecuación de Bragg
- La ecuación de Bragg describe la condición para la reflexión de rayos X en un cristal, relacionando el ángulo de difracción, la longitud de onda de los rayos X y la distancia interplanar del cristal.
Estructura cúbica centrada en las caras (FCC)
- El cobre es un ejemplo de material con estructura FCC.
Caracterización de la orientación de cristales individuales
- Un difractómetro de rayos X se utiliza habitualmente para determinar la orientación de cristales individuales.
Difractograma de una muestra policristalina
- En un difractograma de una muestra policristalina, aparecen reflejos de diferentes orientaciones, debido a la variedad de orientaciones de los cristales en la muestra.
Índice de difracción
- El índice de difracción de un cristal depende de la longitud de onda de la radiación utilizada.
Hierro alfa
- El hierro alfa es un material con estructura cúbica centrada en el cuerpo.
Espectroscopia infrarroja
- La espectroscopia infrarroja no se utiliza para la caracterización cristalina
La estructura más densa
- La estructura cúbica centrada en las caras (FCC) es la más densa de las estructuras cristalinas.
Familia de planos
- Una familia de planos en una red cristalina está formada por planos cristalográficos equivalentes, es decir, planos con la misma orientación atómica.
Densidad de empaquetamiento
- La densidad de empaquetamiento describe la distribución de los átomos en la celda unidad.
Factor de estructura
- El factor de estructura describe la intensidad de la difracción en función de la disposición de los átomos en la celda unidad.
Polímeros semicristalinos
- El enlace covalente es el principal tipo de enlace en polímeros semicristalinos.
Difracción de rayos X en materiales
- Los materiales amorfos no difractan rayos X.
Empaquetamiento hexagonal compacto (HCP)
- Cada átomo en una estructura HCP tiene 12 vecinos más cercanos.
Sistemas cristalinos
- Un material con a=b≠ca = b \neq ca=b=c y α=β=γ=90∘\alpha = \beta = \gamma = 90^\circα=β=γ=90∘ tiene una estructura tetragonal.
Enlaces metálicos
- El enlace metálico es el principal tipo de unión en los metales.
Sólidos moleculares
- Los sólidos moleculares se caracterizan por enlaces débiles de Van der Waals entre las moléculas.
Difracción de rayos X en metales
- Los metales difractan rayos X porque poseen una estructura cristalina ordenada.
Ley de Bragg
- La ley de Bragg determina el ángulo de difracción y la longitud de onda para la interferencia constructiva de rayos X en un cristal.
Red de Bravais
- La red de Bravais cúbica centrada en el cuerpo es común en los metales.
Estructura FCC
- La estructura cúbica centrada en las caras (FCC) suele ser dúctil y se utiliza en muchos metales.
Enlaces en materiales cerámicos
- Los materiales cerámicos se caracterizan por enlaces covalentes e iónicos.
Índices de Laue
- Los índices de Laue identifican las direcciones cristalográficas en una red cristalina.
Densidad en un cristal
- La densidad de un cristal depende de la disposición y tipo de átomos en la celda unidad.
Materiales con estructura FCC
- El níquel es un ejemplo de material con estructura FCC
Sólidos iónicos
- Los sólidos iónicos, como el cloruro de sodio (sal común), son caracterizados por alta rigidez y dureza.
Celda unidad primitiva
- La celda unidad primitiva es la celda de menor volumen que puede reproducir la red cristalina.
Los sistemas cristalinos
- Existen 7 sistemas cristalinos.
Simetría y propiedades
- A medida que aumenta la simetría de una estructura cristalina, el material tiende a ser isotrópico.
Difracción de rayos X
- La difracción de rayos X se produce en materiales con una estructura ordenada con periodicidad atómica, como los cristales.
Estructura de los sólidos amorfos
- Los sólidos amorfos tienen una estructura desordenada, sin un patrón periódico a largo alcance.
Cristales vs amorfos
- La principal diferencia entre materiales cristalinos y amorfos es que los cristalinos tienen orden de largo alcance.
Estructura del cuarzo
- El cuarzo tiene una estructura cristalina con enlaces covalentes.
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