D3 Espectroscopía y Difracción

Tópico

La difracción de rayos X de este vidrio confirma, experimentalmente, la ausencia de orden de largo alcance que ya establece otro modelo de este conjunto: en lugar de mostrar los picos de Bragg agudos y bien definidos que mostraría un material con una red cristalina periódica, este vidrio muestra un halo amorfo, un patrón de difracción ancho y difuso, sin ningún pico agudo. Que este vidrio carezca de una red periódica de largo alcance hace que su patrón de difracción no pueda formar los picos agudos característicos de un cristal, y que en su lugar aparezca este halo amorfo.

Además de esta difracción de rayos X, la espectroscopía Raman, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, y la resonancia magnética nuclear son las que determinan la especiación estructural de este vidrio: la distribución de las distintas especies estructurales, llamadas especies Q seguidas de un número, que forman su red. Que cada tetraedro de silicio de la red esté conectado a otros tetraedros vecinos a través de un número determinado de oxígenos puente, entre cero y cuatro, hace que ese mismo número defina a qué especie Q pertenece ese tetraedro, y cuanto mayor es ese número de oxígenos puente, más conectada está esa unidad estructural dentro de la red.

Que esta distribución de especies estructurales se conozca, gracias a estas tres técnicas espectroscópicas, permite verificar cruzadamente otro dato establecido en ese mismo modelo de este conjunto: la razón de oxígenos no puente por catión formador de red. Que cada especie estructural tenga un número conocido de oxígenos no puente, el complemento de sus oxígenos puente, hace que la distribución completa de especies estructurales permita calcular, de manera independiente, esa misma razón de oxígenos no puente por catión formador de red, y compararla con el valor que ese otro modelo ya estableció por otros medios.

Por eso este modelo, con la difracción de rayos X y la especiación estructural con las que se abrió, verifica dos aspectos distintos de otros dos modelos de este conjunto: el halo amorfo confirma la ausencia de orden de largo alcance que establece el modelo que describe la estructura de este vidrio, y la distribución de especies estructurales confirma la conectividad de red que establece el modelo que describe esa misma conectividad. Que ambas verificaciones partan de las mismas técnicas espectroscópicas y de difracción con las que se abrió este modelo hace que ninguna de las dos dependa de asumir, sin comprobación experimental, lo que esos otros dos modelos ya establecen.

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