Tema 4. Estructuras 3D

4.4.Estructura hexagonal compacta.

Las dos estructuras compactas con I.C. 12 son la cúbica compacta, o cúbica centrada en las caras (CCC), y la hexagonal compacta (HC). Vamos ahora a ver esta última

Si representamos la celda unidad HC podemos observar que da poca información sobre como están distribuidos los átomos.

Si ampliamos la representación a varias celdas unidad se puede observar ya una estructura en capas, con I.C. 6. Las capas se empaquetan de manera que los átomos de una capa se colocan en el hueco generado por tres átomos de la capa contigua. Una tercera capa de átomos se sitúa de manera que las capas alternas están eclipsadas.

Esta estructura se describe como capas compactas (I.C. 6), que se apilan en una secuencia ABA.

Huecos tetraédricos en la estructura HC.

En la estructura Hc, al igual que en la estructura CCCaras, hay huecos tetraédricos. Un hueco tetraédrico se genera cuando un átomo o ion se sitúa entre otros tres átomos o iones de una capa anterior.

Si dentro de la capa central seleccionamos un átomo, podemos observar que, junto con tres átomos de la capa superior y otros tres de la capa inferior existen dos huecos tetraédricos por átomo.

En el interior de cada hueco tetraédrico se puede alojar un átomo o ion. No se conoce ninguna estructura en la que se ocupen todos los huecos tetraédricos de un empaquetamiento hexagonal compacto. En la siguiente figura podemos ver que ello se debe a razones estéricas. Los iones que ocupan las posiciones tetraédricas se encuentran muy próximos.

Si una red hexagonal X de aniones ocupa la mitad de los huecos tetraédricos por cationes M, la estequiometría del sólido será MX. Así es la estructura de ZnS, (wurtzita).

Huecos octaédricos en la estructura HC.

Un octaedro es un poliedro de seis vértices y ocho caras triangulares. Aunque las seis posiciones son equivalentes, frecuentemente un octaedro se representa como cuatro posiciones ecuatoriales y dos posiciones axiales situadas estas por encima y por debajo del plano ecuatorial.

Si volvemos a la estructura hexagonal compacta podemos observar huecos octaédricos en los que se pueden alojar átomos o iones. Si seleccionamos alguno de los átomos/iones de la red hexagonal compacta podemos ver que se encuentra rodeado por tres octaedros de la capa inferior y otros tres de la capa superior, que no se muestran en la figura. Por ello el I.C. de ambos tipos de átomos o iones es igual a 6.

Si una red hexagonal X de aniones ocupa todos sus huecos octaédricos por cationes M, la estequiometría del sólido será MX. Así es la estructura de NiAs.

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