Maximática · Física del estado sólido

Estructuras cristalinas de los metales conductores

Visualización 3D interactiva de las tres redes cristalinas fundamentales en los metales —FCC, BCC y HCP— y su relación con la conductividad eléctrica. Arrastrá para rotar, scroll para acercar.

Vista 3D · Celda unitaria
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Tabla comparativa
Símbolo Metal Estructura Parámetro de red (Å) Conductividad σ (×10⁷ S/m)
Empaquetamiento por capas · Teselado 2D

Cada estructura cristalina se construye apilando capas atómicas. La forma en que se acomodan los átomos dentro de cada capa —y cómo se apila una capa sobre la siguiente— determina el factor de empaquetamiento atómico (FEA). Las capas compactas son las que cubren más superficie con discos: el teselado hexagonal logra el 90,7% (límite teórico de Tóth), mientras que el cuadrado solo el 78,5%.

FCC · PLANO (111) FEA 74%
SECUENCIA · A → B → C → A

El plano (111) del FCC es un teselado hexagonal compacto. Tres capas distintas (A, B, C) se apilan rotando el lugar de los huecos antes de repetir.

BCC · PLANO (110) FEA 68%
SECUENCIA · A → B → A

El plano (110) del BCC no es compacto: los átomos se acomodan en una red rómbica con huecos visibles. Esta menor densidad explica el 68% y la conductividad típicamente menor.

HCP · PLANO (0001) FEA 74%
SECUENCIA · A → B → A → B

El plano basal (0001) también es un teselado hexagonal. La diferencia con el FCC es que solo hay dos capas alternantes: la tercera vuelve a la posición A.

Apilamiento 3D · ABAB vs ABCABC
HCP · APILAMIENTO ABAB
Hexagonal compacta — dos capas alternantes
Capa A Capa B
FCC · APILAMIENTO ABCABC
Cúbica centrada en las caras — tres capas
Capa A Capa B Capa C
Cálculo del factor de empaquetamiento atómico (FEA)

FEA = volumen de átomos / volumen de la celda

Suponiendo átomos esféricos rígidos en contacto a lo largo de la dirección de máxima densidad.

FCC · 4 átomos
FEA = 4 · (4/3)π r³
con a = 2r√2 → FEA = π√2 / 6 ≈ 0,7405

Los átomos se tocan a lo largo de la diagonal de las caras.

BCC · 2 átomos
FEA = 2 · (4/3)π r³
con a = 4r/√3 → FEA = π√3 / 8 ≈ 0,6802

Los átomos se tocan a lo largo de la diagonal del cubo.

HCP · 6 átomos
FEA = 6 · (4/3)π r³Vhex
con c/a = √(8/3) → FEA = π / (3√2) ≈ 0,7405

Idéntico al FCC: ambos son empaquetamientos compactos.