ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALESESTRUCTURAS CRISTALINAS DE LOS METALES
La primera clasificación que se puede hacer de materiales en estado sólido, es en función de cómo es la disposición de los átomos o iones que lo forman. Si estos átomos o iones se colocan ordenadamente siguiendo un modelo que se repite en las tres direcciones del espacio, se dice que el material es cristalino. Si los átomos o iones se disponen de un modo totalmente aleatorio, sin seguir ningún tipo de secuencia de ordenamiento, estaríamos ante un material no cristalino ó amorfo. En el siguiente esquema se indican los materiales sólidos cristalinos y los no cristalinos.
En el caso de los materiales cristalinos, existe un ordenamiento atómico (o iónico) de largo alcance que puede ser estudiado con mayor o menor dificultad. Ahora bien, realmente ¿necesitamos estudiar los materiales a nivel atómico?
Para responder a esta cuestión, podemos estudiar las principales propiedades de dos materiales tan conocidos como son el grafito y el diamante. El grafito es uno de los materiales más blandos (tiene un índice de dureza entre 1y 2 en la escala Mohs), es opaco (suele tener color negro), es un buen lubricante en estado sólido y conduce bien la electricidad. Por contra, el diamante es el material más duro que existe (10 en la escala Mohs), es transparente, muy abrasivo y un buen aislante eléctrico.
Como vemos, son dos materiales cuyas principales propiedades son antagónicas. Pero, si pensamos en sus componentes, nos damos cuenta que tanto uno como el otro están formados únicamente por carbono. Entonces, ¿a qué se debe que tengan propiedades tan dispares? La respuesta está en el diferente modo que tienen los átomos de carbono de enlazarse y ordenarse cuando forman grafito y cuando forman diamante; es decir, el grafito y el diamante tienen distintas estructuras cristalinas.
SÓLIDOS AMORFOS Son todos aquellos sólidos en los cuales sus partículas constituyentes presentan atracciones lo suficientemente eficaces como para impedir que la sustancia fluya, resultando una estructura rígida y más o menos dura.
No presentan una disposición interna ordenada por lo tanto no tienen ningún patrón determinado. También se les denomina vidrios ó líquidos sobreenfriados.
A temperaturas altas los amorfos se transforman en líquidos y sus partículas constituyentes tienen libertad de movimiento, al disminuir lentamente la temperatura, la energía cinética de las partículas se va haciendo tan baja que se puede producir un acomodamiento entre ellas; pero si el enfriamiento se produce rápidamente y por debajo del punto de fusión (sobreenfiramento), se origina, como resultado de las menores vibraciones, una contracción térmica que no permite el ordenamiento de las partículas aumentando la viscosidad que ya no es posible apreciar flujo y la sustancia adquiere las características de un sólido: rigidez, dureza, forma y volumen definidos, etc. Como ejemplos cabe resaltar: el asfalto, ceras, la brea, vidrio y la mayoría de los polímeros.
Cuando un sólido amorfo se quiebra produce caras y bordes irregulares y al fundirse lo hace en un rango de temperaturas cambiando lentamente del estado sólido al estado líquido.
SÓLIDOS CRISTALINOS
Los sólidos cristalinos están constituidos por minúsculos cristales individuales cada uno con forma geométrica y poseen la característica de que al romperse producen caras y planos definidos, al igual presentan puntos de fusión definidos. Como ejemplos podemos destacar: el NaCl, la sacarosa, metales y aleaciones, y también algunos cerámicos.
Los átomos o iones de un sólido se ordenan en una disposición que se repite en tres dimensiones, forman un sólido del que se dice tiene una estructura cristalina, se dice también que es un sólido cristalino o un material cristalino.
REDES CRISTALINA DE LOS METALES
Los líquidos tienen una ordenación atómica irregular son grupos amorfos, (sin forma) toman la forma del recipiente que los contiene.
Los metales han de tener DUREZA y RESISTENCIA adecuadas a su empleo, ser lo suficientemente elásticos y poseer, en determinadas condiciones, una gran capacidad de dilatación. Este se lo puede conseguir mediante los correspondientes tratamientos. Para comprender las propiedades de los materiales es preciso conocer la estructura de los metales.
Esto quiere decir que están formados de cristales ¿y que son los cristales? Partículas de forma regular y que estos siendo observados por el microscopio se observan corte de figuras geométricas.
Los cristales se obstaculizan unos a otros formando grandes conjuntos llamados granos o cristalitas. La imagen visible de los granos se llama textura.
Existiendo 2 sistemas de estructura reticular: la cúbica y la hexagonal. Y así tenemos que la forma de los cristales depende de cómo se acomodan los iones del grano al pasar del estado líquido al sólido, y esta unión puede dar un cubo (sistema cúbico) o columnas Hexagonales (sistema Hexagonal).
 SISTEMA CUBICO SISTEMA HEXAGONAL
Tienen una red espacial cúbica centrada: Red cúbica centrada en las caras:
Red hexagonal compacta:
Estructuras cristalinas de elementos metálicos a 25ºC y 1atm
 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 cuboUna estructura aún menos frecuente es la cúbica primitiva, cuya celda unidad coincide con la anterior exceptuando la esfera del centro del cubo, 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.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 cuboUna estructura aún menos frecuente es la cúbica primitiva, cuya celda unidad coincide con la anterior exceptuando la esfera del centro del cubo, 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.
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