3. Estudios de difracción de rayos X han permitido determinar la estructura de
muchos elementos metálicos, revelando la existencia de empaquetamientos
compactos en muchos de ellos. Ello indica que presenta una débil tendencia a
formar en esas estructuras enlaces covalentes dirigidos. Una consecuencia del
compactación es la alta densidad de dichos metales, ya que existe una gran
cantidad de masa en un volumen mínimo. La Tabla 1 muestra las estructura
cristalinas que presentan algunos metales en condiciones suaves.
4. . Estructuras cristalinas de elementos metálicos a 25ºC y 1atm
Estructura cristalina
Elemento
Hexagonal compacta
Be, Cd, Co, Mg, Ti, Zn
Cúbica compacta
Ag, Al, Au, Ca, Cu, Ni, Pb, Pt
Cúbica centrada en el cuerpo
Ba, Cr, Fe, W, alcalinos
Cúbica-primitiva
Po
5. En la Tabla aparecen dos estructuras no comentadas hasta ahora: la cúbica centrada en el
cuerpo y la cúbica primitiva. Estas son dos estructuras menos compactas que las dos
anteriores. La estructura cúbica centrada en el cuerpo presenta como celda unidad un cubo
formado por ocho esferas con una novena esfera en el centro del cubo (Figura 5). Los
metales con esta estructura presentan, obviamente, un número de coordinación ocho. Una
estructura aún menos frecuente es la cúbica primitiva, cuya celda unidad coincide con la
anterior exceptuando la esfera del centro del cubo. El número de coordinación en esta
estructura es seis, y tan sólo la presenta el Po a presión y temperatura ambientes. Con estas
cuatro estructuras se pueden explicar la inmensa mayoría de las estructuras que presentan
los metales, pues en muchos casos las estructuras reales son mezclas de las mismas.
6. El polimorfismo de los metales.
Se define polimorfismo como la capacidad de adoptar distintas formas
cristalinas, bajo distintas condiciones de presión y temperatura. Así, por
ejemplo, el hierro presenta distintas transiciones en fase sólida conforme se va
calentando. Una característica general es que las fases más compactas suelen
ser las termodinámicamente más favorables a temperaturas bajas, mientras
que las menos compactas lo serán a altas temperaturas.
7. Los radios atómicos de los metales.
En un capítulo anterior se ha definido el radio metálico como la distancia
entre los centros de dos átomos vecinos. Sin embargo, ahora es ya posible
adivinar que tales distancias no van a ser iguales a lo largo del cristal, y un
mismo elemento que presente dos estructuras distintas presentaría radios
metálicos distintos. Un extenso estudio sobre las distancias internucleares en
un amplio número de elementos polimórfico permitió a Goldschmidt
proponer un método para calcular el radio metálico promedio en función del
número de coordinación