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    INTRODUCCIN

    Cristalografa bsica a menudo aparece como un tema obvio paracristalografas pero cada maestro haba visto a algunos estudiantes que luchancon representaciones en 3D y los problemas que tienen para comprender elsignificado de una proyeccin estereogrfica de un dibujo en la pizarra. Elprofesor a menudo tiene problemas para ensear lo que parece ser unaevidencia geomtrica.

    El primer propsito de Carine era ayudar a los no especialistas a visualizar3Dstructures (clulas, planos, direcciones...). La "herramienta informtica" fueelegido porque de sus capacidades para acceder a la tercera dimensin pormedio de rotaciones. Tambin fue preferente a los modelos de bolas y palo por

    su versatilidad e interactivo cualidades.

    En junio 89, Carine naci y capaz de dibujar cada estructura, los sencillos y loscomplejos, gracias a una buena formacin matemtica. El xito temprano deCarine en Francia llev a los autores de observaciones y sugerencias, y elsoftware evaluado de las versiones 1.0 a la versin 2.5.

    En el 93, la idea haba venido a extender el programa a otras representaciones,utilizando las nuevas posibilidades de los ordenadores interactividad y lafacilidad de su uso. La versin 3.0 fue concebido en septiembre y un ao mstarde comenz a ser distribuido para Mac y en francs.

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    Objetivos

    Conocer las principales herramientas que proporciona el programa CaRIneCrystallography 3.0 e identificar las funciones de cada elemento.

    Crear una celda unitaria de un cristal cubico con las herramientas del programaCaRIne Crystallography 3.0.

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    Marco Terico

    CARINE CRYSTALLOGRAPHY 3.0

    Versin CaRine crystallography 3.0 es un software que se ocupa de lasrepresentaciones geomtricas de los cristales de forma interactiva diferentes:

    Redes en 3D real

    Redes de reciprocidad en 2D y 3D

    proyecciones estereogrficas,

    diagramas de difraccin de rayos X (DRX).

    Es un software interactivamente, que trata de la representacin geomtrica

    diferente de cristales.

    CaRine versin 3.0 Cristalografa ofertas de forma interactiva con variasvisualizaciones geomtricas de los cristales: celosas reales, celosasrecprocas en 3D y 2D, proyeccin estereogrfica, radiografas patrones dedifraccin (DRX). Estas funcionalidades se utilizan para ser enviados a diversossoftwares. CaRine los unifica en una agradable interfaz de fcil utilizacin parala simplicidad y eficiencia. Por otra parte, esta unificacin permite CaRine paraexponer con claridad las relaciones entre estas representaciones grficas. Estoes muy apreciado para la enseanza.CaRine es tambin una manera muy rpida de editar dibujos estructura,proyecciones estereogrficas, celosas recprocas,...: todos los resultadosdibujo o el clculo se puede copiar / pegar a su procesador de textos favorito osoftware de dibujo, en Windows o Mac / Power Mac.

    Este software es la nica (de nuestros conocimientos) para combinar lavisualizacin en 3D de celosas directos y recprocos, cortes plano de ambas,las proyecciones estereogrficas, XRD en polvo, y para permitir que estasdiferentes representaciones para interactuar unos con otros.

    Esto se hace dentro de una interfaz realizada al ms alto estandarte de

    convivencia (GUI, multi-ventanas, mens emergentes sensibles al contexto, elcontrol de dilogo, barras de iconos, barras de herramientas para cadarepresentacin).Ca.R.Ine se utiliza actualmente en 16 pases, para la enseanza y lainvestigacin, en la qumica y la ciencia de materiales desde 1989.

    Celosas reales

    Cristalografa 3D interactivo

    manipular todo tipo de estructuras cristalinas

    este es un software multi-ventanas, entonces es posible comparar las estructuras

    rotaciones proyecciones

    cortado por un plano (pe carboncillo estructuras de la superficie de estudio)

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    Celosas de Bravais

    grupos espaciales

    base de datos

    poliedros de coordinacin de todo tipo

    miles de tomos

    defectos puntuales, permite mostrar relajacin celosa o dislocaciones

    relaciones epitaxiales se puede definir entre celosas reales, y estudi en lasproyecciones estereogrficas

    visualizacin de texturas

    Descripcin y Manejo del Programa

    El carine es una aplicacin informtica que nos permite crear, visualizar ymodificar para estructuras cristalinas.Realiza diversos clculos cristalogrficos en varias condiciones experimentales:

    controlar la rotacin y traslacin de la simulacin de la celdacristalogrfica para mejor visualizacin en los planos.

    calcular la distancia entre los tomos de la celda, los ngulos entre lasdirecciones de los planos y el volumen e densidad de la celdacristalogrfica.

    Crear proyecciones estereogrficas y difraccin de rayos x paradiferentes longitudes de onda.

    CRISTAL

    Un slido homogneo que presenta una estructura interna de ordenamientoregular en forma geomtrica de los tomos, molculas o iones de unasustancia en una estructura cristalina interna que se va repitiendo de formaindefinida hasta ser visible en el exterior.

    CELDA UNITARIA

    La porcin ms simple de la estructura cristalina que al repetirse mediantetraslacin reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptanuna distribucin regular de tomos o iones en el espacio.

    Se trata de un arreglo espacial de tomos que se repite en el espaciotridimensional definiendo la estructura del cristal. Se caracteriza por tresvectores que definen las tres direcciones independientes del sistema decoordenadas de la celda. Esto se traduce en seis parmetros de red, que sonlos mdulos, a,b y c de los tres vectores, y los ngulos que forman entre s.Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional, de tal maneraque las coordenadas de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener apartir de ellos por combinacin lineal con los coeficientes enteros.

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    SISTEMAS CRISTALINOSLos siete sistemas cristalinos ms importantes estn conformados por las

    catorce redes de Bravais y se muestran a continuacin:

    Adems de estos sistemas tambin se reconocen otros dos sistemasdenominados Tetradrico y de Diamante:

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    Materiales

    Computadora personal.

    Software CaRIne Crystallography 3.0.

    Procedimientos

    Al observar el programa CaRIne Crystallography 3.0 analizamos todo los menslos cuales son explicados por el profesor y algunos de ellos sern explicados en elcuestionario.

    Ya en la aplicacin del programa CaRIne Crystallography 3.0 realizaremos losejemplos dados para la creacin de las celdas unitarias con las cuales

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    CUESTIONARIO

    1.- Identificar los elementos de la pantalla principal del programa CaRinecrystallography 3.0

    En el programa observamos una barra de men y barra de herramientas queestn compuestas por iconos.

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    2.- En relacin a la pregunta 1, indicar y describir las funciones de loscomandos de los mens:

    1.-File:

    Las funciones del men de FILES permiten la direccin de los archivos de sudocumento. Hay 3 tipos de archivos:

    Adorno o clulas ( CEL,MTF2,MTF* ) Cristales (CRY, RES2, RES*) Cuadros (WMF, PICT)

    CaRine permite a varios archivos de cristal de la misma clula de unidad seguarden. Con el fin de diferenciar estos archivos, CaRine da automticamente

    la extensin cel a los archivos de adorno y cry alos archivos de cristales.CaRine tambin maneja la importacin y la exportacin de adornos y enrejadosde los archivos de ASCII (formato de texto).

    Los comandos son:

    NewCloseOpen CellSave CellSave Cell as...

    Open CrystalSave CrystallSave Crystall as...Save PictureImport

    Cell Standart ASCI I FileCell*.MTFCell CaRIne MacintoshCrystal Standard ASCII FileCrystall*.RES

    Export

    Cell Standar ASCII FileCrystal*.RESExport

    Cell Standar ASCII FileCrystal Standard ASCII FileStandard ASCII File Prefs

    Print previewPrintPrinter setupOptionsQuit

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    2.-Cell:

    Los comandos de Cell nos permiten definir muestro propios adornos o clulas

    de unidad.

    Los comandos son:

    CreationTriclinic

    Primitive (P)Monoclinic

    Primitive(P)Base-centered (C)

    Orthorombic

    Primitive(P)Base-centered (C)Body-centered (I)Face-centered (F)

    TrigonalPrimitive(P)Body-centered (I)

    CubicPrimitive(P)Body-centered (I)Face-centered (F)

    ExagonalPrimitive(P)

    TetragonalPrimitive(P)

    Space groupsCrystal to cell.

    3.-Calcul:

    En el men de Calcul tenemos herramientas interactivas que cumplen lafuncin o permiten las mediciones geomtricas de los cristales estructuradasen 3D.Esto se da utilizando el Mouse, pues las distancias y los ngulos son fcilmentecalculados utilizando las formulas trigonomtricas habituales.Los comandos son:

    Distance between 2 atoms

    Angle between 2 directions

    Angle between plane and direction

    Angles between 2 planes

    Unit cell volume

    Unit cell density

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    Plane spacing (list)

    Plane angles (list)

    Identification of planes

    Zone axis of 2 planes

    Plane//2 directions

    Count atoms

    4.-Crystal:

    Las funciones de este men permiten la visualizacin de los tomos, losenlaces y poliedros que se acte en consecuencia. Cualquier modificacinrealizada sobre la estructura, utilizando las siguientes funciones, slo serefieren a las de cristal y no afecten a la unidad de la clula.Para los tomos de la unidad de clulas que se modific debe utilizarse lafuncin creation`` o la funcin Crystal to cell``.

    La mayora de las funciones que permiten a las modificaciones puntuales de laestructura y la visualizacin de cristal se pueden acceder mediante la paleta deherramientas. Cuando este es el caso, aparece un icono en frente de lafuncin.

    Los comandos son:

    Spread of

    Add atom

    Remove atom

    Remove all hidren atoms Modify atom

    Vacancy

    Hide atom

    Recall atom

    Recall all atoms

    Label atom

    Label all atom

    Add link

    Modify link

    Remove link

    Remove all links

    Multi-link Link Prefs

    Link Pref

    Modify polyhedron

    Hide polyhedron

    Recall polyhedron

    Recall all hidden polyhedron

    Remove polyhedron

    Remove all hidden polyhedron

    Label polyhedron

    Label all polyhedrons.

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    5.-Edit:

    Las funciones de este men permiten la utilizacin de las funciones copiar ypegar

    Los comandos son:

    Undo

    Copy

    6.-Window:

    Este men permite la organizacin de las ventanas de CaRine.Los comandos son:

    Refresh

    Crystal tools

    Stereo. Proa. Tools

    Rotations tools.

    7.-Hkl/uvw:

    Este men tiene las funciones de permitir la visualizacin y la seleccin deplanos y direcciones, adems de las proyecciones basadas en ndices

    cristalogrficos.Los comandos son:

    Choice of (hkl) planesTranslation of a planeProjection perp.to plane 1? (hkl) with mouseChoise of [uvw] directionProjection // to [uvw]? [uvw] with mouse

    8.-Special:

    El men Especial reagrupa las funciones que le son relativas a:

    El Estudio de los tomos de un medio ambiente.La visualizacin de plano / direccin de rodadura.La relacin de orientacin entre varios enrejados.La proyeccin estereogrfica.El diagrama de difraccin de rayos X.Los enrejados recprocos.

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    Los comandos son:

    EnvironnementShells

    R.D.F.Spheres

    TextureXRDStereo ProjectionReciprocal LatticeRelation of epitaxyAssociated lattices.

    9.-View:

    Este men tiene las funciones de permitir las escalas de los enrejadosverdaderos o recprocos y los parmetros de la rotacin de cristal para sermodificada..Los comandos son:

    GraphicsOf crystalsOf stereographic projectionsOf XRD diagramsOf reciprocal lattices

    General scaleRadii scaleZoom +ZoomRotationsAround 1 atomAround centre.

    3.- Identificar y definir las funciones de cada uno de los iconos e acceso

    directo de la barra de herramientas.La barra de herramientas del CaRine crystallography 3.0.

    A continuacion mencionaremos algunas de ellas:

    -Nueva hoja :

    Nos permite abrir una nueva hoja para la creacion de una nueva celda.

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    -Imprimir :

    Opcion para poder imprimir la imagen final de la celda creada despues de laexperimentacion.

    -Vista previa de la impresin :

    Muestra la imagen previa antes de la impresin.

    -Cell creation / cell lista :

    Nos permite ver la ventana de la lista de creacion de los elementos quimicosingresados para la creacion de la celda.

    -Space groups :

    En la cristalografa , grupos espaciales (Space groups) tambin se llaman loscristalogrficos o Fedorov grupos , y representan una descripcin de la simetradel cristal. Una fuente definitiva con respecto a los grupos de espacio de 3dimensiones es las Tablas Internacionales de Cristalografa ( Hahn (2002 )).

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    -XRD (power) :

    El anlisis de Difraccin de Rayos X (DRX o XRD) general para deidentificacin de fase/composicin distingue los compuestos mayores,

    menores, y de traza presentes en una muestra. Los resultados comnmenteincluyen el nombre (comn) de la sustancia, su frmula qumica, sistemacristalino, y numero de patrn de referencia de la Base de Datos ICDD. Acontinuacin se presenta un resumen de los datos y un difracto grama conmarcadores de patrones de referencia para la comparacin visual.

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    -XRD preferences :

    Permite hacer cambios de tipos de lneas como tambin de colores a la tablade resultados de XRD.

    -Stereographic projection :

    Nos muestra una imagen de la proyeccin estereogrfica de la celda en unplano.

    4.- Considerando que el ClNa tiene una estructura cubica de constante dered de 5.63 A, que contiene cuatro atomos de de Cl en las posiciones de000, 0, 0 y 0 y cuatro atomos de Na en las posiciones

    , 0 0 , 0 0 y 0 0 construir la celda.

    Al introducir los elementos para la celda con sus respectivas coordenadas nosmuestra la siguiente tabla:

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    Al aplicar los datos ingresados nos mostrara la celda:

    5.- Construir la celda unitaria del CsCl en cuya estructura existe solo unamolcula por celda, con tomos Cs en los vrtices 0 0 0 y tomos de Cl enlas posiciones centradas en el cuerpo de la re espacial cubicasimple y constante de red 4.11.

    Como en el ejemplo anterior introducimos los datos:

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    Como observamos en la imagen de la celda anterior nos muestra solo losamitos de Cs ya que tiene un radio atmico mayor que el del Cl.

    Para poder observar mejor la distribucin de la celda hacemos un cambio deradio a cualquiera de los dos elementos como se muestra en la tabla siguiente.

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    4.- Construir la celda unitaria del ZnS, en cuya estructura existen cuatro

    molculas de ZnS por celda, con tomos de Zn en las posiciones 000, 0 , 0 , 0 y tomos de S en las posiciones , , , de la red espacial cubica cara centrada y constante de red 5.41 A.

    Introduciendo datos:

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    La celda mostrada seria la siguiente:

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    Resultados

    Con el programa observamos una mejor distribucin de los tomos en las celdas

    creadas.

    Observamos que en las celdas creadas a veces no aprecia bien los tomos ya quecada uno cuenta con diferentes radios atmicos.

    Con las celdas creadas podemos crear redes cristalinas.

    Conclusiones

    Apoyar a problemas prcticos, por ejemplo, el anlisis cuantitativo de las mezclas,la identificacin de fase, la existencia de orientaciones preferentes, la estimacindel tamao de grano y la tensin de celosa, etc.

    Debido a las diferencias radios inicos de los elementos se experimenta unagrupamiento en nuestra celda unitaria dejndonos ver una simulacin que solonos permite ver los cationes en una de nuestras experiencias con el programacarie se logra estructurar cristales para nuestro mayor visualizacin de una celdaunitaria.

    Facilitar la enseanza a causa de la simulacin de influencias experimentalessobre el patrn del cristal o las propiedades cristalogrficas de visualizacin(espacio-grupo de simetra, las posiciones especiales,...)

    BIBLIOGRAFIA

    http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.iucr.

    org/sincris-top/logiciel/carine/

    http://carine.crystallography.pagespro-orange.fr/books/31/carine_31_us.pdf

    http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.iucr.org/sincris-top/logiciel/carine/http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.iucr.org/sincris-top/logiciel/carine/http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.iucr.org/sincris-top/logiciel/carine/http://carine.crystallography.pagespro-orange.fr/books/31/carine_31_us.pdfhttp://carine.crystallography.pagespro-orange.fr/books/31/carine_31_us.pdfhttp://carine.crystallography.pagespro-orange.fr/books/31/carine_31_us.pdfhttp://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.iucr.org/sincris-top/logiciel/carine/http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.iucr.org/sincris-top/logiciel/carine/