1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
"SANTIAGO MARIÑO"
EXT. CARACAS
CIENCIA DE LOS MATERIALES
CARRERA:
ING. MTTO MECANICO (46)
ALUMNO:
ANGEL GONZALEZ
C.I:15844993
URBINA, 15 DE febrero DE 2016
2. Los átomos
Los átomos son la unidad básica de toda la materia, la
estructura que define a todos los elementos y tiene propiedades
químicas bien definidas. Todos los elementos químicos de la tabla
periódica están compuestos por átomos con exactamente la misma
estructura y a su vez, éstos se componen de tres tipos de
partículas, como los protones, los neutrones y los electrones.
3. La composición de los átomos
Núcleo
Es el centro del átomo, es la parte más pequeña del átomo y
allí se conservan todas sus propiedades químicas. Casi que
toda la masa del átomo reside en el núcleo.
Protones
Son uno de los tipos de partículas que se encuentran en el
núcleo de un átomo y tienen carga positiva (masa = 1.673 x
10-24 gramos). Fueron descubiertos por Ernest Rutherford
entre 1911 y 1919. Como hemos visto en nuestro sección de
química, al analizar cada uno de los elementos de la tabla
periódica, el número de protones de cada átomo define qué
elemento químico es, ésto se conoce como “peso atómico”.
4. Electrones
Éstas son las partículas que orbitan alrededor del núcleo de un
átomo, tienen carga negativa y son atraídos eléctricamente a los
protones de carga positiva (masa = 9.10 x 10-28 gramos)
Neutrones
Los neutrones son partículas ubicadas en el núcleo y tienen
una carga neutra (masa = 1.675 x 10-24 gramos). La masa de un
neutrón es ligeramente más grande que la de un protón y al igual
que éstos, los neutrones también se componen de quarks.
5. Modelos atómicos
Modelo Atómico De Demócrito de Abdera
Este fue el primer modelo atómico, inventado por el filósofo
griego Demócrito de Abdera que vivió entre los años 460 al 370
a.c (antes de Cristo).
Demócrito fue el desarrollador de la “Teoría Atómica Del
Universo”. Fue el primer filósofo-científico que afirmó que los
átomos son eternos, inmutables e indivisibles, es decir, que
duran siempre, que no cambian y que no pueden dividirse en
partículas más pequeñas.
6. Para Demócrito el átomo era la partícula más pequeña que había,
una partícula homogénea, que no se puede comprimir y que
además no se podía ver. Su teoría era filosófica, no científica.
De hecho la palabra “átomo” proviene del griego “á- tómo” que
significa “sin división”.
7. Basándose en la idea de Demócrito, Dalton concluyó que el átomo
era algo parecido a una esfera pequeñísima, también indivisible e
inmutable.
Dalton hizo los siguientes “postulados” (afirmaciones o supuestos):
1. La materia está compuesta por partículas diminutas, indivisibles e
indestructibles llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (es
decir, con igual masa y propiedades).
Modelo Atómico De Dalton
8. 3. Los átomos de diferentes elementos tienen masas y
propiedades distintas.
4. Los átomos permanecen sin división, incluso cuando se
combinan en reacciones químicas.
5. Los átomos, al combinarse para formar compuestos (lo que
hoy llamamos moléculas) mantienen relaciones simples.
6. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en
proporciones distintas y formar más de un compuesto.
7. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos
o más elementos distintos. Para Dalton un átomo era algo así como
una pequeña esfera.
10. Modelo Atómico De Thomson
Joseph John Thomson fue un científico británico que vivió entre los
años 1856 y 1940 que descubrió el electrón y los isótopos. Ganó el
Premio Nobel de Física en 1906 y su teoría sobre el átomo decía que
los átomos estaban compuestos por electrones de carga negativa en
un átomo positivo, es decir, como si tuviéramos una bola cargada
positivamente rellena de electrones (carga negativa), también
conocido como Modelo del Pudin De Pasas porque parece un
bizcocho relleno de pasas.
La electricidad fue lo que ayudó a Thomson a desarrollar su
modelo. El error que cometió Thomson fue que hizo suposiciones
incorrectas de cómo se distribuía la carga positiva en el interior del
átomo.
12. Modelo Atómico Cúbico De Lewis
Gilbert Newton Lewis fue un físico y químico estadounidense
que vivió entre los años 1875 y 1946 que realizó numerosos
trabajos científicos de los cuáles se destacan la “Estructura De
Lewis” también conocida como el “Diagrama De Punto”. El
modelo atómico de Lewis está basado en un cubo, donde decía
que los electrones de un átomo se colocaban de forma cúbica,
es decir, los electrones de un átomo estaban colocados en los
vértices de un cubo.
Gracias a ésta teoría se conoció el concepto de “valencia de
un electrón” es decir, esos electrones en el último nivel de
energía de un elemento que pueden reaccionar o enlazarse con
otro elemento.
13. Veamos una imagen del Modelo Atómico Cúbico De Lewis:
El modelo de Lewis fue un paso importante en la historia para
entender el significado del átomo pero se abandonó pronto esta
teoría.
14. Modelo Atómico De Rutherford
Ernest Rutherford fue un químico y físico neozelandés que vivió
entre los años 1871 y 1937 que dedicó gran parte de su vida a
estudiar las partículas radioactivas (partículas alfa, beta y gamma) y
fue el primero de todos en definir un modelo atómico en el que pudo
demostrar que un átomo está compuesto de un núcleo y una corteza.
Para Rutherford el átomo estaba compuesto de un núcleo atómico
cargado positivamente y una corteza en los que los electrones (de
carga negativa) giran a gran velocidad alrededor del núcleo donde
estaba prácticamente toda la masa del átomo.
Para Rutherford esa masa era muy muy pequeña. Esa masa la
definía como una concentración de carga positiva.
Los estudios de Rutherford demostraron que el átomo estaba vació
en su mayor parte ya que el núcleo abarcaba casi el 100% de la
masa del átomo.
16. Modelo Atómico De Bohr
Este modelo también se llama de Bohr-Rutherford. Niels Henrik
David Bohr fue un físico danés que vivió entre los años 1885 y 1962
que se basó en las teorías de Rutherford para explicar su modelo
atómico.
En el modelo de Bohr se introdujo ya la teoría de la mecánica
cuántica que pudo explicar cómo giraban los electrones alrededor del
núcleo del átomo. Los electrones al girar entorno al núcleo definían
unas órbitas circulares estables que Bohr explicó como que los
electrones se pasaban de unas órbitas a otras para ganar o perder
energía.
Demostró que cuando un electrón pasaba de una órbita más
externa a otra más interna emitía radiación electromagnética. Cada
órbita tiene un nivel diferente de energía.
18. Modelo Atómico De Sommerfeld
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld fue un físico alemán que
vivió entre los años 1868 y 1951. La aportación más importante de
este físico alemán fue cambiar el concepto de las órbitas circulares
que definían los electrones en el modelo atómico de Bohr por órbitas
elípticas.
Lo que hizo Sommerfeld fue perfeccionar el modelo de Bohr con
las órbitas elípticas lo que dio lugar al descubrimiento del numero
cuántico Azimutal (o secundario). Cuanto mayor era este número
mayor era la excentricidad de la órbita elíptica que describía el
electrón.
20. Modelo Atómico De Schrödinger
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger fue un físico austriaco
que vivió entre los años 1887 y 1961 cuyo modelo cuántico y no
relativista explica que los electrones no están en órbitas
determinadas.
Describió la evolución del electrón alrededor del núcleo mediante
ecuaciones matemáticas, pero no su posición.
Decía que su posición no se podía determinar con exactitud.
Schrödinger propuso entonces una ecuación de onda que ayuda a
predecir las regiones donde se encuentra el electrón, que se conoce
como “ecuación de Schrödinger”.
22. Estructuras cristalinas
La estructura cristalina, formada por la distribución de átomos,
iones o moléculas, es en realidad la que constituye la base material
que forma el cristal. Mientras que la red cristalina refleja el hecho de
que el cristal es periódico y por ello, determina la simetría tratada
hasta el momento, la estructura del cristal no sólo determina su
periodicidad, marcada por la red y por la celda unidad de la misma,
sino que determina el motivo, es decir, la parte material constituida
por átomos, iones y moléculas que llenan la citada celda unidad.
Aunque las estructuras cristalinas de gran complejidad se calculan
mediante determinados métodos a partir de las intensidades de las
reflexiones de Bragg, en este capítulo se describen las estructuras de
algunos compuestos sencillos de manera que se alcance una
comprensión de ciertos conceptos estructurales elementales.
23. Cuando las estructuras están formadas por dos o más tipos de
átomos unidos por enlace iónico, puro o combinado con otros (que
es lo más frecuente), los poliedros de coordinación estarán en
función de la relación de sus radios. Además, existen ciertos
principios generales que regulan esta coordinación entre iones que
son las denominadas Reglas de Pauling.
Las estructuras que aquí se consideran, tienen elevadas simetrías,
y, frecuentemente son visualizadas como un conjunto de esferas
estrechamente agrupadas. Los cristales compuestos de moléculas
no puede esperarse que tengan estas simetrías elevadas, puesto
que las propias moléculas tienen baja simetría. No obstante, un
conocimiento detallado de algunas estructuras sencillas ilustra en la
interpretación de estructuras de sustancias más complicadas.
24. Tipos de estructuras cristalinas
Además de los factores químicos, en cuanto a los factores
geométricos, hay que tener en cuenta la forma de las partículas
constituyentes de la estructura. Así, cuando tenemos átomos iguales
que se unen mediante enlace metálico, se forman los
empaquetamientos densos que se describen como un
empaquetamiento de esferas tal que cada una de ellas se rodea de
otras doce
EMPAQUETADO CÚBICO COMPACTO (ECC):
Se trata de un empaquetado ABC en el que la tercera capa cubre
los huecos de la primera que no han sido cubiertos por la segunda
25.
26. La red basada en el ECC es una red cúbica centrada en las caras.
EMPAQUETADO HEXAGONAL COMPACTO (EHC):
Se trata de un empaquetado ABA en el que la tercera capa ocupa
exactamente la misma posición que la primera, constituyendo las
estructuras más compactas o densas posibles. Es una estructura
característica de muchos metales como el oro, plata, plomo, etc.
27.
28. La red basada en el EHC es una red
hexagonal múltiple con un nudo
adicional en su interior.
Existen empaquetados de orden
superior que darían lugar a estructuras
con alternancias de empaquetados
cúbicos y hexagonales compactos.
