Estructura Hexagonal Compacta (HPC)

[pic 1]

Antes de empezar a explicar la Estructura Hexagonal Compacta, hablare un poco sobre la estructura cristalina.

• Estructura Cristalina

Esta se puede describir como el ordenamiento de los átomos o bien de las moléculas en un cristal. La estructura de los sólidos se puede describir tomando en cuenta que proceden a empaquetar esferas (colocarlas lo más próximas posibles), estas esferas son una representación de átomos, iones o moléculas sencillas, las cuales forman la estructura de un sólido.[pic 2]

Un ejemplo sencillo de esto sería la representación de la estructura de los metales:

• Estos se encuentran formados por un solo tipo de átomos de manera que las esferas son del mismo tamaño
• Los enlaces de este no son direccionales, por lo tanto los átomos tenderán a rodearse de la mayor cantidad de átomos( 12 es el máximo posible):

La estructura de un metal, por lo tanto, será el resultado de empaquetar esferas de un mismo tamaño de la manera más compacta posible.

• Estructura Hexagonal Compacta

En la Estructura Hexagonal Compacta (HCP según sus siglas en inglés) los átomos ocupan los vértices de un prisma hexagonal regular: en la base, en la parte superior y tres en la celda unitaria1

De esta se pueden destacar algunas características como:

• Átomos por celda.

El número total de átomos por celdilla es de 6: [pic 3] (en el centro de las bases) + 1x3 (en la capa intermedia) + [pic 4] (en los vértices del prisma).

• Número de coordinación

El número de coordinación de la estructura HC es 12, como puede comprobarse fácilmente haciendo recuento del número de vecinos (Siempre se trata de esferas en contacto. Por comodidad las esferas se suelen representar como puntos o esferas muy pequeñas por lo que se ‘pierde’ este dato que no hay que olvidar) del átomo del centro de una base.[pic 5]

• Dirección de mayor concentración

Los átomos están en contacto a lo largo de las aristas de las bases del prisma (son direcciones de máxima compacidad), por lo que a = 2 r. Por otro lado, los tres átomos intermedios junto con cada uno de los átomos del centro de las bases, forman un tetraedro perfectamente regular. A partir de ello, puede obtenerse la relación:

[pic 6]

• Fracción de empaquetamiento

La fracción de empaquetamiento resulta ser del 74%. Es también, por tanto, una estructura de máxima fracción de empaquetamiento.

• Planos de mayor concentración atómica (compacidad)

Los planos de máxima compacidad son los paralelos a las base del prisma hexagonal

• Intersticios

Hay un total de 6 intersticios octaédricos y 12 intersticios  tetraédricos por celdilla. Dejamos al lector el ejercicio de identificarlos. 

* Los metales que cristalizan en esta forma de estructura son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio.*

Conclusión

Las estructuras de los materiales como se mostró en las imágenes de la investigación ayudan para la compresión de estas ya que las esferas nos dan una noción de cómo se ven en realidad.

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