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QUÍMICA INORGÁNICA CLASES TEÓRICAS PROPIEDADES
Y ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS (Tercera parte)
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ESTRUCTURAS DE EMPAQUETAMIENTO COMPACTO

• La mayor parte de los sólidos inorgánicos
  (particularmente los metales, los sólidos iónicos
  con iones monoatómicos y los gases nobles) pueden
  ser representa-dos por un modelo idealizado de
  empaquetamiento de esferas rígidas idénticas. El
  caso más común es aquel en el cual se logra una
  densidad máxima conocido como empaqueta-miento
  compacto.

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• En la siguiente transparencia se muestra un
  empaquetamiento compacto de esferas en un solo
  plano (la llamaremos capa A). Si queremos
  construir un empaquetamiento compacto en tres
  dimensiones debemos añadir una segunda capa. Las
  esferas de esta segunda capa descansarán sobre la
  mitad de los huecos de la primera capa los
  huecos están marcados con puntos y cruces de
  color verde. En esta etapa es indistinto a cuál
  de los sitios se elige.

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(No Transcript)
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• En la siguiente diapositiva se ha colocado una
  segunda capa de esferas de color verde (capa B)
  sobre los huecos marca-dos con una cruz (sería
  equivalente en este momento si se lo hiciera
  sobre los marcados con un punto). Si quisiéramos
  añadir una tercer capa, habría dos posiciones
  posibles i) podría ir directamente sobre las
  posiciones de la capa A y si repitiéramos
  secuencial-mente este apilamiento tendríamos un
  empaquetamiento ABABAB que se

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(No Transcript)
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• conoce como empaquetamiento hexagonal compacto
  (ehc, o hcp del inglés hexagonal close
  packing). ii) La otra posibilidad sería que la
  tercer capa vaya sobre los sitios marcados con
  puntos. Esta tercer capa que llamare-mos C, no
  está directamente sobre ninguna de las dos
  anteriores. Si esta secuencia de apilamiento se
  repitiera, tendríamos un empaquetamiento de tipo
  ABCABC que se conoce como empaquetamiento
  cúbico compacto

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• (ecc o ccp del inglés cubic close packing).
  Los nombres hexagonal y cúbico que reciben estas
  estructuras se derivan de la simetría resultante.
  Esta simetría puede apreciarse en las dos
  transparencias siguientes. En la 9 se puede ver
  el empaquetamiento ABAB que da lugar a la
  simetría hexagonal (ech) mientras que en la 10 se
  observa el empaquetemiento ABCABC. que da lugar
  a la simetría cúbica (ecc).

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• Estas estructuras de empaquetamiento compacto de
  esferas rígidas idénticas es adoptada por la
  mayoría de los sólidos monoatómicos, esto es los
  metales y los gases nobles. Sin embargo, en el
  caso de compuestos binarios del tipo AB, AB2, A2B
  donde A y B tienen tamaños distintos, es
  nece-sario describir lo que se llama formación de
  sitios intersticiales.

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• En las trasparencias 13 y 14 se describe la
  formación de sitios intersticiales octaédricos
  y tetraédricos en las redes de empaquetamiento
  compacto. En la mayor parte de los compuestos
  binarios iónicos en los cuales hay un ión grande
  (generalmente anión) y un ión pequeño
  (generalmente catión) de un tamaño adecuado como
  para ingresar en alguno de estos sitios
  intersticiales, ésta es la descripción adecuada
  de sus estructuras

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• Deduciremos a continuación cuál debe ser la
  relación de radios r1/r2 para que un ión entre
  perfectamente en un sitio intersticial
  octaédrico. En la transparen-cia 16 se muestra la
  geometría de un sitio octaédrico. En ella se
  puede ver que se cumple 2(r1 r2)2 de donde se
  deduce r1 r2 ?2 r2 y de aquí
• r1/r2 0,414
• Esta relación deducida para otros tipos de sitios
  se muestra en la transparencia 17.

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• De esta manera, dependiendo de la estequiometría
  del compuesto binario y de la relación entre los
  radios del catión y el anión, éstos pueden
  adoptar distintas estructuras, las cuales se
  resumen en la tabla de la siguiente transparencia.

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