

Esto es debido a que la DFT de CASTEP para sistemas cristalinos considera todo orden de interacción.


Se ha observado que las propiedades mecánicas de los vidrios no pueden ser explicadas únicamente por las contribuciones de los tetraedros libres unidos por el vértice y caracterizados por sus BO y NBO como función de la concentración en K 2O, es decir por los Q n. Los NBO tanto de cristales como de vidrios se han cuantificado a partir de las unidades estructurales Q n. Este estudio se ha aplicado a vidrios de silicato de potasio obtenidos experimentalmente y se han comparado varias propiedades mecánicas con las teóricas de los respectivos cristales de igual composición química. Esta misma tendencia sigue la dureza Vickers calculada teóricamente. Por otro lado, en el K 2Si 2O 5 (el cual posee un NBO por tetraedro) el enlace Si-O es más débil con respecto al del K 2Si 4O 9, tendencia que se acentúa en el K 2SiO 3 (que posee dos NBO por tetraedro). Este hecho resulta en que el material final tenga una mayor resistencia mecánica. En el cristal de menor contenido en K 2O (K 2Si 4O 9), se incrementan los enlaces covalentes Si-O debido a la transferencia de carga electrónica del orbital 4 s del átomo de potasio al NBO, y de este NBO al átomo de silicio y, finalmente, a todos los átomos del tetraedro, lo que permite mejorar la fuerza de enlace del sistema. Esto lleva a un desplazamiento a energías menores de las bandas de valencia s y p de la densidad de estados parcial (PDOS) del NBO de alrededor de 2 eV respecto de la PDOS del BO. La densidad de estados (DOS) de estos silicatos muestra que los dos tipos de átomos de oxígeno, puente (BO) y no puente (NBO), tienen una distribución electrónica significativamente diferente en los orbitales 2 p y 2 s, debido a un ambiente químico inmediato diferente.
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