Cristaloquímica Flashcards
¿Qué es la cristaloquímica?
Ciencia que estudia la interrelación entre la composición química y la estructura cristalina.
¿Qué es la estructura cristalina?
La distribución en el espacio de los átomos que forman el mineral.
¿Qué factores afectan la estructura cristalina?
-Elemento químico.
-Tamaño relativo de las partículas.
-Abundancia relativa de las partículas.
-Tipos de enlaces que unen las partículas.
¿Cómo es la estructura cuando los enlaces son dominantemente iónicos?
Es un empaquetamiento de átomos de aniones con los cationes ubicados en los intersticios.
¿Cuál es la distancia entre dos átomos del mismo elemento?
Es dos veces el radio de ambos.
¿De que es función el radio de los iones?
Del número de coordinación y el estado de oxidación.
¿Cómo influencia el estado de oxidación al radio iónico?
En los cationes al aumentar el estado de oxidación disminuye el radio y viceversa. En los aniones al aumentar el estado de oxidación aumenta el radio iónico y viceversa.
¿Cómo influencia el número de coordinación al radio iónico?
Mientras mayor sea el número de coordinación, mayor será el radio iónico.
¿Cómo es el radio iónico de los enlaces covalentes?
Mientras más covalente sea el enlace mayor es el radio iónico.
¿Qué es un poliedro de coordinación?
La estructura en la cual se ubica un catión en el centro de una red de aniones, acumulando tantos como le permite su tamaño.
¿Qué es el número de coordinación?
El número de aniones en un poliedro de coordinación, y se determina de acuerdo a los tamaños de los aniones y cationes.
¿Cómo calculamos el número de coordinación?
Realizamos el cociente entre el radio del catión y el radio del anión. En función del valor utilizamos una tabla para obtener el número de coordinación.
¿Entre que valores el número de coordinación es 3?
Entre 0,155 - 0,225.
¿Entre que valores el número de coordinación es 4?
Entre 0,225 - 0,414.
¿Entre que valores el número de coordinación es 6?
Entre 0,414 - 0,732.
¿Entre que valores el número de coordinación es 8?
Entre 0,732 - 1.
¿Entre que valores el número de coordinación es 12?
Mayor a 1.
¿Cuáles son los dos tipos de empaquetamientos con coordinación 12?
-Empaquetamiento hexagonal compacto (secuencia AB).
-Empaquetamiento cúbico compacto (secuencia ABC).
Describir la coordinación cúbica.
Cuando el catión es ligeramente más pequeño que los aniones, y resulta la coordinación 8, debido a que los centros de los aniones están en los ochos vértices de un cubo. Es una rara coordinación porque no minimiza repulsiones.
Describir la coordinación octaédrica.
Cuando los centros de los aniones ocupan los seis vértices de un octaedro regular, por lo tanto corresponde a la coordinación 6. Presente en muchos silicatos.
Describir la coordinación bipirámide trigonal o piramidal cuadrada.
Cuando los centros de los aniones ocupan los 5 vértices de estas figuras, por lo que corresponden a la coordinación 5.
Describir la coordinación tetraédrica.
Cuando los centros de los aniones ocupan los cuatro vértices de un tetraedro regular. Corresponde a la coordinación 4.
Describir la coordinación triangular.
Cuando los centros de los aniones ocupan los tres vértices de un triángulo, por lo que corresponde a una coordinación 3.
Describir la coordinación lineal.
Cuando los centros de los aniones se ubican en los dos vértices de una línea recta. Corresponde al número de coordinación dos.
¿Qué son las reglas de Pauling?
Son cinco enunciados que determinan la estructura de la materia en estado sólido.
¿Qué establece la primer regla de Pauling?
Que alrededor de cada catión se forma un poliedro de coordinación de aniones. La distancia catión anión es la suma de los radios y el número de coordinación el cociente de los radios.
¿Qué establece la primer regla de Pauling?
Que alrededor de cada catión se forma un poliedro de coordinación de aniones. La distancia catión anión es la suma de los radios y el número de coordinación el cociente de los radios.
¿Qué establece la segunda regla de Pauling?
Se basa en el principio de la valencia electroestática, que plantea que cada ión debe satisfacer la carga de su entorno inmediato.
¿A qué es igual la fuerza de enlace electroestática?
Es igual al cociente entre la carga del ión y el número de coordinación.
¿Qué establece la tercera regla de Pauling?
Que la estabilidad de una estructura disminuye si los poliedros comparten aristas o caras, debido a que los cationes tienden a estar tan separados como sea posible.
¿Qué establece la cuarta regla de Pauling?
Que en un cristal que contiene diferentes cationes, aquellos con alta carga y bajo número de coordinación tienden a no compartir vértices, aristas o caras entre ellos.
¿Qué establece la quinta regla de Pauling?
Que en una estructura, es probable que haya solamente un tipo de coordinación para cada elemento.
¿Qué es la variación de la composición mineral?
Es el resultado de la sustitución en una determinada estructura de un ion por otro ion.
¿Qué es una solución sólida?
Es una estructura cristalina en la cual uno o más tipos de átomos o moléculas pueden ser total o parcialmente sustituidos por otros átomos o moléculas sin cambiar la estructura.
¿Cómo determinamos si dos átomos o moléculas pueden intercambiarse entre si?
Dos elementos pueden sustituirse mutuamente cuando sus cargas no difieren en más de una unidad y pueden adoptar la misma coordinación.
¿Cómo determinamos cuanto puede cambiar un mineral sin que deje de ser ese mineral?
Se utilizan dos reglas:
-Regla del constituyente dominante.
-Regla de la valencia dominante.
Describa la regla del constituyente dominante.
Si bien se permiten variaciones, el catión dominante debe ser uno determinado.
Describa la regla de la valencia dominante.
Consideramos a todos los cationes con el mismo estado de oxidación como un único constituyente, sumándolos. Se comparan los valores, y del grupo de estado de oxidación mas abundante se elige el catión mas abundante como el dominante.
¿Cuáles son los factores que influyen y determinan la proporción en que la solución sólida tiene lugar?
-Tamaño de los iones o moléculas.
-Carga de los iones o moléculas.
-Temperatura.
¿Cómo influye el tamaño de los iones o moléculas a la proporción de la solución sólida?
-Sustitución amplia: la diferencia de radios es menor al 15%.
-Sustitución limitada: la diferencia entre los radios es del 15-30%.
-Sustitución improbable: la diferencia entre los radios es mayor al 30%.
¿Cómo influye la carga de los iones o moléculas a la proporción de la solución sólida?
-Sustitución homovalente: cuando las cargas de ambos iones son igual, por lo tanto la sustitución permanece eléctricamente neutra.
-Sustitución heterovalente: cuando las cargas son diferentes, por lo cual se debe producir otra sustitución adicional que mantenga la electroneutralidad.
¿Cómo influye la temperatura a la proporción de la solución sólida?
Hay una mayor tolerancia a la sustitución atómica a mayores temperaturas.
¿En qué consiste el proceso de exsolución?
Cuando al descender la temperatura el cristal se vuelve inestable y se separan dos fases.
¿Cuáles son los tipos de sustituciones sólidas?
-Solución sólida sustitucional.
-Solución sólida intersticial.
-Solución sólida con omisión.
Describa la solución sólida sustitucional.
Tiene lugar cuando un elemento o molécula reemplaza a otro ocupando su posición.
Describa la solución sólida intersticial.
Se da cuando los átomos o iones se localizan en intersticios estructurales.
Describa la solución sólida con omisión.
Tiene lugar cuando un catión con mayor carga reemplaza a dos o más cationes, compensando su carga. Tiene lugar en una sola posición atómica por lo tanto dejan sitios vacantes u omitidos.
¿Qué es el proceso de desmezcla?
Se refiere al proceso según el cual una solución sólida inicialmente homogénea se separa en dos minerales cristalinos distintos sin la adición o eliminación de material al sistema.
¿Cuál es la causa más común del proceso de desmezcla?
La inestabilidad debido a la disminución de temperatura.
¿Cómo se representan gráficamente la composición de los minerales?
-Dos variables: gráfico de barras.
-Tres variables: diagrama triangular.
