Estructura cristalina

La estructura atómica de los sólidos cristalinos se describe mediante los dos términos red y base . La celosía de puntos es una construcción matemática traslacionalmente simétrica en la que a cada punto se le asigna la base para describir un cristal físico. La base puede estar formada por uno o más átomos, pero también por moléculas .

Cuadrícula

Sección de una estructura cristalina de NaCl , número de coordinación : 6

La red cristalina , también llamada red de puntos , es una disposición tridimensional regular de puntos (matemáticos). La celda unitaria es la subunidad de la celosía . Contiene toda la información necesaria para describir el cristal. La cuadrícula se crea mediante la unión perfecta y simétrica de traslación de la misma celda unitaria en las tres dimensiones del espacio. Las 14  cuadrículas de Bravais describen todas las posibilidades de simetría de traslación en el espacio tridimensional. La red cristalina está formada solo por puntos y, por lo tanto, siempre es centrosimétrica . La constante de la red describe la distancia entre los puntos matemáticos de la red y no la distancia entre átomos individuales o partes de la base.

Base

Los componentes de la estructura cristalina.

La base de una estructura cristalina está formada por átomos , iones o moléculas . Representa el grupo más pequeño de estos elementos, que se repiten periódicamente de forma congruente en el espacio tridimensional . La base consta de al menos un átomo, pero también puede contener algunos miles de átomos ( cristales de proteínas ). En el caso del cloruro de sodio , por ejemplo, la base consiste en un ion Na ⁺ y un ion Cl ^- .

La base se asigna a cada punto de referencia en la cuadrícula (en la ilustración, la esquina superior izquierda de la celda unitaria). La estructura cristalina está formada por la celosía, que se describe mediante los llamados vectores básicos (en 2D : dos, 3D : tres piezas), y la base que se asigna a cada punto. El paralelepípedo generado por estos vectores básicos se llama celda unitaria . Por lo tanto, tiene un punto de cuadrícula en cada una de sus esquinas, pero no tiene que dibujarse entre puntos directamente adyacentes, pero puede seleccionarse tan grande como se desee. La distancia de un elemento de la celda unitaria es, en cada caso, un vector básico de su vecino.

En la literatura, se utiliza a menudo el tipo de estructura o la estructura de celosía. Entonces se habla de la red de cloruro de sodio , la red de cloruro de cesio , etc. Pero debido a que la red cristalina solo contiene puntos y no iones, esta expresión es engañosa. Más precisamente, se llama estructura de cloruro de sodio , cloruro de cesio , diamante o mezcla de zinc . Estas estructuras se utilizan para la tipificación de varios otros compuestos, que corresponden a los ejemplos con respecto a la estructura cristalina. Los términos de sodio tipo de estructura de cloruro , cloruro de cesio tipo de estructura , etc., también se puede utilizar.

Polimorfismo

No obstante, los sólidos químicamente idénticos pueden presentarse en diferentes modificaciones cristalinas que difieren en sus propiedades físicas, por ejemplo, tienen diferentes puntos de fusión . A esto se le llama polimorfismo. El análisis térmico diferencial (DTA) es un método de uso frecuente para investigar el polimorfismo, que es de particular importancia en farmacia para la caracterización de algunas sustancias medicinales . El DTA permite reconocer e interpretar este complejo fenómeno, especialmente si la muestra de análisis es una mezcla de varias modificaciones cristalinas.

Tabla periódica de los elementos

Las estructuras para elementos metálicos en condiciones estándar se muestran codificadas por colores con mercurio como la única excepción, donde se especifica la forma de baja temperatura para el elemento que de otro modo sería líquido. Los no metales, como los gases nobles, no son cristalinos en condiciones estándar, mientras que otros, como el carbono, pueden tener diferentes alótropos y, por lo tanto, no se enumeran.

Ver también

• Grupo de puntos
• Grupo espacial
• Sistema de cristal
• Cuasicristal
• Celosía de iones
• Espacio recíproco
• Fallo de celosía
• Marcas de grietas
• Malla elemental
• Holohedry y Meroedrie

literatura

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Libro de texto de química inorgánica . 101ª edición. Walter de Gruyter, Berlín 1995, ISBN 3-11-012641-9 .

enlaces web

• Viktor Goldschmidt - The Atlas of Crystal Forms ( Memento del 13 de noviembre de 2004 en Internet Archive )
• COD : una base de datos cristalográfica

Evidencia individual

1. ↑ Introducción a la ciencia de los materiales I.Recuperado el 26 de septiembre de 2020 . 
2. ^ Herbert Feltkamp, ​​Peter Fuchs, Heinz Sucker (eds.): Control de calidad farmacéutica. Georg Thieme Verlag, 1983, ISBN 3-13-611501-5 , págs. 307-319.
3. ↑ Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Química de los elementos. 2ª Edición. Butterworth-Heinemann, Oxford 1997, ISBN 0-08-037941-9 .