¿Qué hace que una estructura adopte un PCC sobre cristal HCP (o viceversa)?

Hiciste una pregunta extremadamente poderosa porque la respuesta no es obvia.

Debe distinguir entre metales y sustancias iónicas.

La mayoría de los metales adoptan una de las siguientes estructuras: BCC, CCP, HCP. ¿Por qué un metal particular adopta una estructura particular? Si utiliza un modelo simple como el modelo del ‘mar de electrones’, proporciona un poder predictivo cero. Necesitas una teoría más poderosa. Peor aún, hay algunos metales que no adoptan ninguna de estas estructuras, por ejemplo, galio, o cambian de estructura con la temperatura. ¿Cómo explicas esto?

Para las sustancias iónicas, uno esperaría estructuras CCP ya que un cubo es más simétrico que un hexágono. Debe tener en cuenta la relación de radio, p. Ej., CsCl, no muy compacta.

La suposición es que el enlace es 100% iónico; esto es solo un supuesto y la mayoría de los compuestos reales tienen un residuo de enlace covalente. A medida que disminuye la diferencia de electronegatividad, aumenta la contribución covalente. A lo largo de la línea hay un cambio a una estructura HCP y luego a estructuras moleculares.

Tenga en cuenta que algunas sustancias, por ejemplo, ZnS, existen en dos formas cristalinas: CCP y HCP.

El problema radica en el uso de teorías simplistas y la creencia de que puedes explicar todo. Esto es un remanente de la escuela secundaria.

En realidad, hay múltiples factores en juego y puede haber factores ocultos junto a los obvios. Cómo interactúan estos factores es una incógnita. El resultado es que la vinculación es compleja y no existe una teoría / modelo adecuado y simple de usar.

El hecho de que aprenda tres modelos de unión: metales, covalente e iónico, no tiene sentido. Todos los enlaces son iguales: interacciones electrostáticas entre electrones y núcleos. Debería haber una teoría que debería predecir el tipo de enlace y estructura.

Los modelos simples que aprendes en la escuela no tienen poder predictivo. Se usan para racionalizar algo después de saber la respuesta.

Existen algunos modelos de servicio pesado, como la teoría funcional de la densidad. Esto se basa en cálculos de computadora de ‘caja negra’, por lo que la predicción puede ser correcta, pero se pierde la comprensión de cómo llegó allí.

Ambos son empaques cercanos y su eficiencia de empaque es la misma. La única diferencia entre CCP y HCP está en la tercera capa. La causa de la diferencia puede estar en los tamaños atómicos. En CCP, la orden de embalaje sigue ABCABC …; mientras que HCP es ABABA … Entonces, para el tamaño pequeño del átomo de metal que tiene un rango de interacción corto, puede tender a adoptar CCP, donde la interacción atómica ocurre principalmente entre dos capas adyacentes. En HCP, con el aumento del tamaño de los átomos, y una interacción entre la primera y la tercera capa puede desempeñar un papel.