República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

U.N.E.F.A Núcleo Puerto Cabello

Hierro Alfa en Estructura BCC (Ferrita)

Johnny Ramírez

Alberto Santeliz

Antonio Hernández

Puerto Cabello Octubre 2012

El hierro tiene cuatro variedades alotrópicas: por debajo de 768º C el hierro cristaliza en la variedad alfa. De 768º a 910º cristaliza en la variedad beta. De 910º C a 1400º C cristaliza en la variedad gamma y desde 1539º C hasta la fusión cristaliza en la variedad delta.

El hierro que cristaliza en la variedad alfa cristaliza por debajo de 768º como ya se dijo. La red espacial a que pertenece es la cúbica centrada, es decir, con un átomo en cada vértice del cubo y otro en el centro. La distancia entre átomos es de 2,86 Angstrom.

El retículo elemental, en realidad, está formado por dos átomos: uno en el centro del cubo y otro en un vértice, ya que cada vértice es común a otros ocho cubos; por tanto la parte del átomo de vértice correspondiente a cada cubo es de 1/8, y en total, de los ocho vértices, le corresponderán a cada cubo 8x1/8=1. El hierro alfa no disuelve prácticamente el carbono, no llegando al 0,008% a la temperatura ambiente, siendo la máxima solubilidad de 0,02 a 723º C. Entre algunas de sus propiedades principales destaca que el hierro alfa es magnético.

Aunque la ferrita es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver a 0,008% de C. Por esto, prácticamente, se considera la ferrita como hierro alfa puro.

La ferrita es junto con la austenita y cementita uno de los constituyentes simples del sistema meta estable Fe-C donde el carbono forma el compuesto intermetálico Fe3C.

Los átomos de C pueden situarse al azar en el centro de las aristas o en posiciones equivalentes, como son los centros de las caras de la celda elemental. Cada átomo de C es tangente a dos de Fe.

El hierro alfa tiene las siguientes propiedades:

Número atómico 26Valencia 2,3Estado de oxidación +3Electronegatividad 1,8Radio covalente (Å) 1,25Radio iónico (Å) 0,64Radio atómico (Å) 1,26Configuración electrónica [Ar]3d64s2

Primer potencial de ionización (eV) 7,94

Masa atómica (g/mol) 55,847Densidad (g/ml) 7,86Punto de ebullición (ºC) 3000Punto de fusión (ºC) 153

A continuación los cálculos según lo mencionado en clases como lo son el factor de empaquetamiento y la densidad:

Para estructura BCC:

Factor empaquetamiento:

La densidad:

Densidad = Numero de átomos por Celda* Masa del Átomo

Volumen de Celda * Numero atómico

Volumen de Celda = (a) ᵔ3 donde a es

Y R= al radio atómico

De manera que Vc (volumen de celda) = (4*1.26 Å/ (2) ᵔ1/2)3 = 45.26 Åᵔ3

Densidad = 2*55.847(g/mol) = (2.05)*10ᵔ-20 g/ Åᵔ2

45.26 Åᵔ3*(6.013*10ᵔ-23) Å/mol