Estructura cristalina y arquitectura

Viene de: Estructuras cristalina sencillas

En 1958 se celebró una exposición universal en Bruselas. Para tal ocasión, se construyó una estructura metálica diseñada por André Waterkeyn que reproducía a escala la estructura básica de un cristal de hierro. Esta estructura es llamada "Atomium", y está situada al norte de la ciudad, cerca del estadio de Heysel.


El cristal de hierro posee una constante de red de 2.87 å, mientras que la altura del Atomium es de 103 metros, que corresponde a una diagonal del cubo. La diagonal de la estructura de hierro es de 4.97 å (4.97·10^-10 metros), por lo que el Atomium representa el cubo aumentado en 207 mil millones de veces.

Como se puede ver, es una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), con un total de 9 átomos, uno por cada esquina del cubo, y uno más en el centro.


Sin embargo, hemos de recordar que cada átomo de una esquina en realidad pertenece a todos los cubos vecinos, que son 8 cubos por cada esquina. Eso quiere decir que un mismo átomo colocado en una esquina, es compartido por 8 cubos vecinos, por lo que la fracción de átomo que pertenece a un sólo cubo es 1/8. Siendo 8 esquinas las que tiene un cubo, el número de átomos que tiene el cubo son 8·1/8=1 átomo. Junto con el átomo del centro, en total, son 2 átomos los que contiene la estructura unidad BCC.

El Atomium se puede visitar por dentro por el módico precio de 9 euros, y se puede acceder a 4 de sus "átomos" a través de escaleras bastante empinadas. Al átomo más alto se accede por ascensor, y contiene un resturante desde donde se puede observar la ciudad de Bruselas.


Aunque si quieren un consejo, no entren. Por dentro (en 2009) no hay nada interesante que ver (a menos que alguien considere interesante la historia política de los países africanos).

Diamantes y lapiceros

Viene de: Estructuras cristalina sencillas

El carbono es un elemento que puede cristalizar en fase sólida de dos maneras distintas: como red FCC, o en estructura hexagonal. Estos dos tipos de redes le confieren propiedades radicalmente distintas. Cuando cristaliza en red cúbica, es un diamante. Cuando cristaliza como red hexagonal, es más conocido por grafito, lo que forma las mina de un lapicero.

La red FCC tiene asociada una base con 4 puntos: uno en la esquina, y tres en el centro de las caras del cubo. Cada punto de red lleva asociado dos átomos de Carbono. El segundo se halla desplazado del primero en (a/4, a/4, a/4). Esta estructura es la responsable de que el diamante sea duro,brillante, y además sea un buen aislante eléctrico.




Por otro lado, el grafito presenta una estructura hexagonal, con una base de dos puntos: el origen de la red, y en (2/3,1/3,1/2). Esta estructura hace que el grafito sea un material frágil, oscuro y conductor de electricidad. Todo lo contrario que un diamante.

Este ejemplo tan extremo de las estructuras que puede adquirir el carbono, demuestra que en un material, la estructura es la clave de donde partir para entender sus propiedades.

Arte, cristales y patos

Viene de: La red cristalina

Maurits Escher (1898-1972), M.C. Escher, fue un artista holandés, cuyas obras más famosas incluyen escaleras y edificios imposibles. Parte de sus obras también tratan de la forma de rellenar el espacio, a través de la repetición de patrones, al igual que ocurre en un sólido cristalino. Es fácil identificar en sus obras el mismo tipo de estructuras que se dan en un sólido, aunque restringido a dos dimensiones.

Partiendo de una base de dos patos, incluidos en una estructura de paralelogramo, Escher puede rellenar todo un plano al repetir el paralelogramo. Los patos se acoplan uno con otro para no dejar huecos libres, y rellenar el plano hasta el infinito.

Enlace relacionado

Web oficial de M.C. Escher