La estructura cristalina describe cómo los átomos se ordenan en un sólido. Los átomos se empaquetan de forma ordenada en una red tridimensional que se repite, formando una celda unitaria. Existen diferentes tipos de celdas unitarias y estructuras cristalinas dependiendo del tipo de enlace atómico y la posición de los átomos. Los cristales se diferencian de los vidrios en que sus átomos presentan un orden repetitivo a larga escala.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR.
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO EXTENSIÓN MARACAIBO.
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA (49).
MARACAIBO EDO. ZULIA- VENEZUELA.
Átomo y estructura cristalina.
Venezuela - Maracaibo, Junio de 2015.
Bachiller:
Bravo, Asnaldo.
Responsable:
Caneiro, Julian.

2. ESQUEMA.
 Átomo.
 Propiedades de los Átomos.
 Estructura
 Partículas subatómicas.
 Modelos Atómicos.
 Estructura electrónica.
 Tipos de enlaces atómicos.
 Cuadro de configuración electrónica.
 Tipos de enlaces atómicos.
 Estructura cristalina.
 Formas de estructuras.
 Celda unitaria.
 Tipos de celda unitaria.
 Según el tipo de enlace atómico.
 Según la posición de los átomos.
 Diferencias entre vidrios y cristales.
 Tipos de estructuras.
 Resumen.

3. ÁTOMO.
 Aunque el origen de la palabra átomo
proviene del griego, que significa
indivisible, los átomos están formados por
partículas aún más pequeñas, las
partículas subatómicas.
 Generalmente, estas partículas
subatómicas con las que están formados
los átomos son tres: los electrones, los
protones y los neutrones. Lo que
diferencia a un átomo de otro es la
relación que se establecen entre ellas.
El átomo se define como la partícula
más pequeña en que un elemento
puede ser dividido sin perder sus
propiedades químicas.

4. PROPIEDADES DE LOS ÁTOMOS.
 No se crean ni se destruyen, pero se
organizan de manera diferente.
 Los átomos se agrupan formando
moléculas.
 Número atómico, se representa con la
letra Z, indica la cantidad de protones que
presenta un átomo, que es igual a la de
electrones.
 Número másico, se representa con la letra
A, y hace referencia a la suma de
protones y neutrones que contiene el
elemento.
 La tabla periódica de los elementos es
una organización que permite distribuir los
distintos elementos químicos de acuerdo
a ciertas características y criterios. El
núcleo más sencillo es el del hidrógeno,
que tiene un único protón.

5. ESTRUCTURA.
• Es la parte central del átomo y contiene
partículas con carga positiva,
los protones, y partículas que no poseen
carga eléctrica, es decir son neutras, los
neutrones. La masa de un protón es
aproximadamente igual a la de un
neutrón.
El Núcleo
• Es la parte exterior del átomo. En ella se
encuentran los electrones, con carga
negativa. Éstos, ordenados en distintos
niveles, giran alrededor del núcleo. La
masa de un electrón es unas 2000
veces menor que la de un protón.
La Corteza

6. PARTÍCULAS SUBATÓMICAS.
Protones
• Son partículas
elementales que
representan una
unidad de carga
eléctrica positiva y
una unidad de masa
1850 veces superior a
la del electrón; se
representa por 1p.
Neutrones
• Son partículas
neutras, sin carga
eléctrica y una
unidad de masa
aproximadamente
igual a la del protón.
Se simboliza por 1n.
Fueron descubiertos
por Chadwich en
1.932.
Electrones
• Son partículas de
carga eléctrica
negativa, siendo su
masa 1.840 veces
menor que la del
protón o la del
neutrón.

7. MODELOS
ATÓMICOS.
 Cuando se habla del “modelo”
se habla de una
representación o esquema de
forma gráfica que sirve como
referencia para entender algo
de forma más sencilla y
cuando se habla de “atómico”
se habla de conceptos
relacionados con los átomos.
 Un modelo atómico es una
representación gráfica de la
estructura que tienen los
átomos.
 Un modelo atómico lo que
representa es una explicación
o esquema de cómo se
comportan los átomos.

8. ESTRUCTURA ELECTRÓNICA.
Estructura electrónica de los átomos.
1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los
electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo.
2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en
distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.
3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que
pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1
orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el
número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6
en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7).
1
2
3

9. CUADRO DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.
Niveles de energía 1 2 3 4
Subniveles s s p s p d s p d f
Número de orbitales de
cada tipo
1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
Denominación de los
orbitales
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Número máximo de
electrones en los orbitales
2 2 - 6 2 - 6 - 10 2- 6- 10- 14
Número máximo de
electrones por nivel
2 8 18 32

10. TIPOS DE ENLACES ATÓMICOS.
• Las fuerzas de interacción entre dos átomos
son altas debido a la transferencia de electrón
de un átomo a otro. Este hecho produce
iones que se mantienen unidos por fuerzas
eléctricas. Para que exista tal enlace un
átomo debe ser altamente electronegativo y el
otro altamente electropositivo.
Enlace Iónico
• Las fuerzas de interacción son relativamente
altas. Este enlace se crea por la compartición
de electrones. Las moléculas orgánicas (a
base de carbono) emplean este enlace.
Enlace Covalente

11. TIPOS DE ENLACES ATÓMICOS.
Se da solo entre elementos
metálicos, los cuales tienden a
ceder sus electrones y
transformarse en iones positivos.
Los electrones cedidos forman
una nube electrónica alrededor
de los iones y pueden
desplazarse a lo largo de las
estructuras cuando son obligados
por alguna causa externa que
suele ser un campo eléctrico
generado por la tensión de un
generador eléctrico.
Enlace Metálico

12. ESTRUCTURA CRISTALINA.
La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y
empaquetan los átomos, moléculas o iones. Estos son empaquetados de
manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las
tres dimensiones del espacio. La cristalografía es el estudio científico de
los cristales y su formación.
El estado cristalino de la materia es
el de mayor orden, es decir, donde las
correlaciones internas son mayores. Esto
se refleja en sus propiedades entrópicas y
discontinuas. Suelen aparecer como
entidades puras, homogéneas y con
formas geométricas definidas (hábito)
cuando están bien formados. No obstante,
su morfología externa no es suficiente para
evaluar la denominada cristalinidad de un
material.

13. FORMAS DE ESTRUCTURAS.
Estado
Amorfo
• Las partículas componentes del sólido
se agrupan al azar.
Estado
Cristalino
• Los átomos (moléculas o iones) que
componen el sólido se disponen según
un orden regular. Las partículas se sitúan
ocupando los nudos o puntos singulares
de una red espacial geométrica
tridimensional. Los metales, las
aleaciones y determinados materiales
cerámicos tienen estructuras cristalinas.

14. CELDA UNITARIA.
 Los átomos que pertenecen a un sólido
cristalino se pueden representar situándolos
en una red tridimensional, que se denomina
retículo espacial o cristalino. Este retículo
espacial se puede definir como una
repetición en el espacio de celdas unitarias.
 La celda unitaria de la mayoría de las
estructuras cristalinas son paralelepípedos o
prismas con tres conjuntos de caras
paralelas. Es la porción más simple de
la estructura cristalina que al repetirse
mediante traslación reproduce todo el
cristal. Todos los materiales cristalinos
adoptan una distribución regular de
átomos o iones en el espacio.

15. TIPOS DE CELDA UNITARIA.
Tipo
P
Estas redes pueden ser
existen 14 redes de Bravais diferentes y todas las estructuras
cristalinas minerales conocidas encajan en una de esas 14 disposiciones.
La simetría traslacional de una estructura cristalina se caracteriza mediante
la red de Bravais.
La posición de un átomo dentro de la celda unidad se describe normalmente
usando coordenadas fraccionarias.
Tipo
I
Tipo
F
Tipo
C

16. TIPOS DE CELDA UNITARIA.
Se denomina
primitiva y tiene
puntos de red
en los vértices
de la celda.
Red centrada
en el interior.
Esta presenta
puntos de red
en los vértices
de la celda y en
el centro de la
celda.
Red centrada
en todas las
caras. Presenta
puntos de red
en los centros
de todas las
caras, así
como en los
vértices.
Red centrada en la
base. Una red tipo
C se refiere al caso
en el que la
simetría
traslacional coloca
puntos de red en
los centros de las
caras delimitados
por las direcciones
a y b así como en
el origen.
Tipo I Tipo FTipo P Tipo C

17. SEGÚN EL TIPO DE ENLACE ATÓMICO.
• Punto de fusión elevado, duros y muy frágiles,
conductividad eléctrica baja y presentan cierta
elasticidad. Ejemplo: NaCl (sal común).
Cristales
Iónicos
• Gran dureza y elevada temperatura de fusión.
Suelen ser transparentes quebradizos y malos
conductores de la electricidad. No sufren
deformación plástica (es decir, al intentar
deformarlos se fracturan). Ejemplo: Diamante.
Cristales
Covalentes
• Opacos y buenos conductores térmicos y
eléctricos. No son tan duros como los anteriores,
aunque si maleables y dúctiles, tales como el
hierro, estaño, cobre, entre otros.
Cristales
Metálicos
Los cristales pueden ser de tres tipos

18. SEGÚN LA POSICIÓN DE LOS ÁTOMOS.
• Los átomos ocupan sólo los vértices de la celda
unidad.
Redes Cúbicas Sencillas.
• Los átomos, además de ocupar los vértices,
ocupan el centro de la celda. En este caso
cristalizan el hierro y el cromo.
Redes Cúbicas Centradas en el
Cuerpo (BCC).
En los vértices de la celda unitaria de la red cristalina existen:
1
2

19. SEGÚN LA POSICIÓN DE LOS ÁTOMOS.
• Los átomos, además de ocupar los vértices,
ocupan el centro de cada cara de la celda.
Cristalizan en este tipo de redes el oro, cobre,
aluminio, plata.
Redes Cúbicas Centradas en
las Caras (FCC).
• La celda unitaria es un prisma hexagonal con
átomos en los vértices y cuyas bases tiene un
átomo en el centro. En el centro de la celda hay
tres átomos más. En este caso cristalizan metales
como cinc, titanio y magnesio.
Redes Hexagonales Compactas
(HC).
3
4

20. DIFERENCIA ENTRE VIDRIOS Y CRISTALES.
En ocasiones la repetitividad se rompe o no es exacta, y
esto diferencia los vidrios y los cristales, los vidrios
generalmente se denominan materiales amorfos
(desordenados o poco ordenados).
No obstante, la materia no es totalmente ordenada o
desordenada (cristalina o no cristalina) y nos
encontramos una graduación continua del orden en que
está organizada esta materia (grados de cristalinidad),
en donde los extremos serían materiales con estructura
atómica perfectamente ordenada (cristalinos) y
completamente desordenada (amorfos).

21. DIFERENCIA ENTRE VIDRIOS Y CRISTALES.
En la estructura cristalina (ordenada) de los compuestos
inorgánicos, los elementos que se repiten son átomos o
iones enlazados entre sí, de manera que generalmente
no se distinguen unidades aisladas; estos enlaces
proporcionan la estabilidad y dureza del material.
En los compuestos orgánicos se distinguen claramente
unidades moleculares aisladas, caracterizadas por
uniones atómicas muy débiles, dentro del cristal. Son
materiales más blandos e inestables que los inorgánicos.

22. TIPOS DE ESTRUCTURAS.

23. RESUMEN.
La distribución atómica en sólidos cristalinos puede describirse
mediante una red espacial donde se especifican las posiciones atómicas por
medio de una celdilla unidad que se repite y que posee las propiedades del
metal correspondiente. Existen siete sistemas cristalinos basados en la
geometría de las longitudes axiales y ángulos interaxiales de la celdilla
unidad, con catorce subretículos basados en la distribución interna de ésta.
Utilizando el modelo de la esfera rígida para los átomos, se pueden
calcular las densidades atómicas volumétricas, planar y lineal en las celdas
unidad. Los planos en los que los átomos están empaquetados tan juntos
como es posible se denominan planos compactos. Los factores de
empaquetamiento atómico para diferentes estructuras cristalinas pueden
determinarse a partir del modelo atómico de esferas rígidas. Algunos
metales tienen diferentes estructuras cristalinas a diferentes rangos de
presión y temperatura, este fenómeno se denomina alotropía.
Las estructuras cristalinas de sólidos cristalinos pueden determinarse
mediante análisis de difracción de rayos X utilizando difractómetros por el
método de muestra en polvo. Los rayos X son difractados por los cristales
cuando se cumplen las condiciones de la ley de Bragg.