Defectos

Un centro de color, también conocido como centro F (del alemán farbzentrum, que significa 'centro de color') o electrón atrapado, es un tipo de defecto cristalográfico que ocurre cuando un anión vacante en un cristal se llena con uno o más electrones. La cantidad de electrones depende de la carga de los iones que han desaparecido en el cristal. Estos electrones atrapados en los sitios vacantes absorben luz en el espectro visible, lo que provoca que un material que normalmente es transparente adquiera color. Este fenómeno es la base del nombre 'centro F'.

El color que se observa se debe a la excitación del electrón en un entorno localizado, rodeado por iones, donde sus niveles de energía se asemejan a los de un electrón atrapado en una caja esférica microscópica. Los centros F suelen ser paramagnéticos, lo que permite su estudio mediante técnicas de resonancia paramagnética electrónica. La intensidad del color de un compuesto está directamente relacionada con la cantidad de centros F presentes.

Los centros F son comunes en cristales de haluros, como el fluoruro de calcio, especialmente en aquellos formados por metales alcalinos. Se pueden producir centros F mediante la exposición de cristales de cloruro de sodio (NaCl) a vapores de sodio, lo que provoca que los iones cloruro se combinen con los iones metálicos y generen defectos no estequiométricos en la red cristalina. Los electrones liberados en este proceso ocupan los lugares vacantes en la red. Además, la radiación ionizante también puede inducir la formación de centros F.

Estos defectos son responsables de cambios en la absorción de radiación infrarroja, visible y ultravioleta en materiales transparentes que han sido sometidos a radiaciones o tratamientos químicos. Los centros F son un fenómeno importante en la física del estado sólido y en la ciencia de materiales, ya que afectan las propiedades ópticas y electrónicas de los cristales.

En resumen, los centros de color o centros F son defectos cristalográficos que implican electrones atrapados en vacantes de aniones, lo que modifica las propiedades ópticas de los materiales y les confiere color. Su estudio es relevante para comprender y manipular las características de materiales cristalinos, especialmente en haluros alcalinos.