La estructura geométrica de los materiales corresponde a la distribución en el espacio adoptada por los átomos que forman al material en el estado sólido. Los sólidos pueden dividirse en sólidos cristalinos y en sólidos amorfos. Los sólidos cristalinos a su vez se subdividen en monocristalinos y en policristalinos. La estructura cristalina puede subdividirse en pequeñas entidades que se repiten en el espacio y que corresponde a un prisma con tres conjuntos de caras paralelas denominada celda unitaria.
Sólidos Cristalinos
Estos poseen una disposición de los átomos en forma repetitiva o periódica a lo largo de muchas distancias atómicas. Se observa un orden de largo alcance en el cual cada átomo está enlazado con sus vecinos más cercanos en un patrón repetitivo. La red cristalina es la disposición de puntos coincidentes con las posiciones de los átomos. La estructura geométrica de los red cristalina está determinada por la celda unitaria que indica las- posiciones relativas de los átomos y a su vez determina la densidad de las direcciones y planos cristalográficos. En muchos caso el modelo atómico de esferas rígidas permite describir la estructura cristalina considerando los átomos como esferas sólidas con diámetros definidos.
Celda unitaria
Unidad estructural fundamental que define la estructura cristalina por su geometría y disposición de átomos en su interior. La celda unitaria está definida por un conjunto de 3 vectores cada uno con un largo (a, b y c) y una dirección angular determinada (α, β y γ). La celda unitaria representa la simetría de la estructura cristalina y se utiliza celda que posea mayor nivel de simetría geométrica.
Sistemas cristalinos
Los sólidos cristalinos poseen diferentes grados de simetría. Un material con geometría cúbica posee mayor simetría que un material con geometría triclínica. Entendiéndose el grado de simetría como el conjunto de ángulos de rotación en torno a distintos ejes que cruzan la celda unitaria. Hay diferentes estructuras cúbicas y pueden tener distintas simetrías con respecto a la disposición local de los átomos.
Mallas de Bravais
Se ha demostrado matemáticamente que sólo existen 14 mallas de puntos en el espacio tridimensional conocidas como las “mallas de Bravais”. Cada cristal posee un arreglo periódico de átomos y un una cierto grado de simetría conviene relacionar dicho arreglo atómico con una “red de puntos” o una de las 14 mallas de Bravais. Los puntos de la malla no necesariamente deben coincidir con el centro de los átomos, ejemplos son la estructura del NaCl y del diamante. De esta forma una estructura cristalina queda determina por una de las 14 mallas de Bravais y un entorno atómico o base asociada a cada punto de la malla. El entorno atómico puede estar formado por más de un átomo de distintos tipos los cuales se encuentran distribuidos espacialmente formando un patrón, el cual se repite en torno a cada punto de la malla.