Introducción a la cristalografía Un enfoque didáctico

Reseña

El estudio de los materiales sólidos requiere de conocimientos de cristalografía. Esta disciplina abarca muchos ámbitos de conocimiento (física, química, matemática) y atiende a diferentes aspectos que van desde la morfología de los cristales hasta la disposición interna de las unidades estructurales. Esta obra intenta ser un nexo entre los libros de grado básicos y los avanzados y está dirigida a estudiantes y docentes universitarios de áreas de ciencias de los materiales, física, química, biología y ciencias de la tierra. Los estudiantes encontrarán un desarrollo gradual de los temas y, al final de cada capítulo, un conjunto de problemas a resolver que sirven de refuerzo conceptual. Los docentes pueden encontrar una estructuración en la que basar parcial o totalmente el dictado de cursos de grado y posgrado. El enfoque didáctico fue optimizado a lo largo de más de dos décadas para el dictado de cursos de posgrado en diversas instituciones. Desarrolla, en una primera parte, todos los temas tratados para un espacio bidimensional que luego, en una segunda parte, se emplean como base para introducir con mayor facilidad los conceptos en las tres dimensiones. El recorrido temático toma como punto de partida el estudio de la cristalografía geométrica y, como destino, la cristalografía estructural.

Datos técnicos

Índice

PREFACIO

INTRODUCCIÓN
Morfología externa de los cristales (un poco de historia)

PRIMERA PARTE: PLANILANDIA

1. CRISTALOGRAFÍA GEOMÉTRICA EN PLANILANDIA
1.1. Empecemos de cero
1.2. Clases cristalográficas 2-D
1.3. Una aclaración (más que) importante
1.4. Los sistemas cristalográficos
1.5. Subgrupos y supergrupos
1.6. Leyes fundamentales de la cristalografía geométrica
1.7. Forma y hábito
1.8. Direcciones cristalográficas
1.9. Formas cristalográficas de clases polares
1.10. Nomenclaturas para indicar familias de planos y direcciones
1.11. Holoedría, hemiedría y tetartoedría
1.12. Grupos puntuales y enantiomorfismo
1.13. Expresión de las operaciones de simetría puntuales mediante matrices
Problemas

2. CRISTALOGRAFÍA ESTRUCTURAL EN PLANILANDIA
2.1. Un nuevo tipo de simetría: la traslación
2.2. La descripción del arreglo interno: los grupos espaciales
Problemas

3. CRISTALOGRAFÍA QUÍMICA EN PLANILANDIA
3.1. Empaques compactos y estructuras derivadas
3.2. Otros empaques menos compactos y estructuras relacionadas
3.3. No estequiometría
3.4. La ley de Vegard
3.5. Hábito cristalográfico (otra vez)
3.6. Empaques moleculares
3.7. ¡Planilandia existe!
3.8. Alternativas en la elección de posiciones de Wyckoff
3.9. Maclas
3.10. Sólidos policristalinos
3.11. Cristales cuasiperiódicos (cuasicristales)
Problemas

SEGUNDA PARTE: DE REGRESO A LA TERCERA DIMENSIÓN

4. CRISTALOGRAFÍA GEOMÉTRICA
4.1. Introducción
4.2. Las 32 clases cristalográficas
4.3. Los sistemas cristalográficos
4.4. Nomenclaturas de planos y direcciones
4.5. La notación simbólica para los grupos puntuales cristalográficos
4.6. El uso de proyecciones
4.7. Subgrupos y supergrupos
4.8. Cómo determinar el sistema cristalográfico de una clase
4.9. Hábitos y formas cristalográficos
4.10. Cristales enantiomorfos
4.11. Matrices para las operaciones de simetría puntual
Problemas

5. CRISTALOGRAFÍA ESTRUCTURAL
5.1. Las 14 redes de Bravais
5.2. Número de nodos por celda y sus coordenadas
5.3. Simetrías puntuales de los nodos de cada red de Bravais
5.4. Las celdas unidad primitivas no convencionales
5.5. Planos reticulares
5.6. La red recíproca
5.7. Volúmenes de celda y espaciados interplanares
5.8. Derivación de los grupos espaciales
Problemas

6. VIAJE AL INTERIOR DE LOS CRISTALES. ALGUNOS ASPECTOS CRISTALOQUÍMICOS Y SU DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL
6.1. Los sólidos metálicos
6.2. Sólidos iónicos
6.3. Los sólidos moleculares
6.4. Sólidos macromoleculares
6.5. Polimorfismo y politipismo
6.6. Distribución de las estructuras entre los 230 grupos espaciales
6.7. Notaciones del Strukturbericht y de Pearson para estructuras tipo
6.8. Bases de datos estructurales y servicios en internet
6.9. Cristales cuasi-periódicos (cuasicristales)
6.10. Las ediciones más actuales de tablas de cristalografía (TIC)
Problemas

APÉNDICES

Apéndice 1: Tablas de multiplicación de los 10 grupos puntuales 2-D

Apéndice 2: Matrices para las operaciones de simetría 2-D
A2.1. Direcciones y ubicaciones para planos
A2.2. Generación de elementos de simetría debido a traslaciones de red enteras
A2.3. Expresiones matriciales de las operaciones de simetría 2-D

Apéndice 3: Convolución, transformada de Fourier y red recíproca
A3.1. Convolución
A3.2. La transformada de Fourier
A3.3. La transformada de Fourier y la convolución
A3.4. La transformada de Fourier y la red recíproca
A3.5. Una generalización del espacio recíproco para periodicidades finitas e infinitas

Apéndice 4: Algunas direcciones y planos especiales en el sistema hexagonal 2-D empleando notaciones de Miller y de Miller-Bravais

Apéndice 5: Modelos para recortar y armar

Apéndice 6: Los 230 grupos espaciales 3-D

Apéndice 7: Permutación de ejes en los sistemas monoclínico y ortorrómbico
A7.1. Sistema monoclínico
A7.2. Sistema ortorrómbico

Apéndice 8: Elementos de simetría para las diferentes posiciones en el símbolo reducido de un grupo espacial

Apéndice 9: Algunas relaciones para cálculos cristalográficos

Apéndice 10: Fichas estructurales

BIBLIOGRAFÍA

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Autores/as

• Andrade Gamboa, Julio José