Dilatación O Expansión Térmica

Cuando la temperatura de un cristal varia, se produce un cambio en sus dimensiones (dilata o contrae), y a menudo deforma, que se conoce como dilatación térmica. Cuando se recupera la temperatura inicial, se recuperan las dimensiones y la forma, y por tanto, el fenómeno es
reversible.

Un incremento de temperatura implica, normalmente, un aumento de las distancias interatómicas (y por tanto, una dilatación) debido al incremento de la vibración térmica de cada un
de los átomos. Si imaginamos un sistema sencillo formado por dos átomos enlazados, a 0ºK el
sistema es estático, no hay vibración térmica y los centros de los átomos se encuentran a una
distancia determinado.

Al aumentar la temperatura, los átomos vibran alrededor de posiciones de equilibrio, y por tanto,
la distancia promedio entre los dos centros (d1) es mayor y el sistema dilata. En la figura, para simplificación se ha representado una vibración esférica alrededor del centro, por bien que en
realidad no tiene esta forma). Intuitivamente, es fácil imaginar que a mayor temperatura, más amplia es la vibración, y más grande la distancia entre los átomos, con el límite de estabilidad del sistema (transformación o fusión, en el caso de los cristales).
En los cristales, la situación es más compleja porqué el sistema es tridimensional, con enlaces de diferentes energías, y existen interacciones entre los átomos, y por tanto, el aumento de temperatura no siempre implica un aumento de las distancias, sino que, a veces, hay contracción.
Hasta en cristales formados por una solo tipo de átomos, a menudo los enlaces en diversas direcciones son diferentes (este es el caso del grafito o de los polimorfos del azufre, por ejemplo), y por tanto, es de esperar comportamientos diferentes en las diferentes direcciones. Esto lleva asuponer que el fenómeno puede ser, frecuentemente, anisotrópico.


Siendo la dilatación térmica anisotrópica, las diferentes variaciones de dimensiones en las diversas direcciones puede causar la deformación de los poliedros de coordinación y la variación de las dimensiones de la celda fundamental. De hecho, estas variaciones son del orden de 10

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