El documento trata sobre la estructura atómica y cristalina. Explica que un átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico y está formado por un núcleo con protones y neutrones rodeado por electrones. A lo largo de la historia se han propuesto varios modelos atómicos como los de Thomson, Rutherford y Bohr para explicar su estructura. La estructura cristalina se refiere al ordenamiento de los átomos en sólidos, los cuales se empaquetan de forma ordenada en celdas unitari

1. República Bolivariana de Venezuela
Universidad Politécnico Santiago Mariño
Realizado por
Miguel Boscan
C.I. 26126786
ATOMOS Y
ESTRUCTURA CRISTALINA

2. INDICE
1- Qué es un átomo
2- Historia del átomo
3- Estructura de un átomo
4- Tamaño de un átomo
5- Identificación de un átomo
6- Evolución del átomo
7- Modelos de átomos
8- Estructura cristalina
9- Estructura cristalina ordenada
10-Diferencia entre vidrio y cristales
11-Celda unidad
12-Tabla periódica

3. 1. Qué es un átomo
un átomo es la cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia
y que está considerada como indivisible. El átomo está formado por un núcleo con
protones y neutrones y por varios electrones orbitales, cuyo número varía según el
elemento químico.
No obstante, además de los elementos que lo componen, es importante subrayar
que todo átomo cuenta con una serie de propiedades que son fundamentales tener
en cuenta a la hora de trabajar con él. En este caso, nos encontramos con el hecho
de que las mismas son el tamaño, la masa, las interacciones eléctricas que se
establecen entre electrones y protones o los niveles de energía.
El átomo también es denominado como la partícula fundamental, gracias a su
característica de no poder ser dividido mediante procesos químicos. A partir de los
siglos XVI y XVII, con el desarrollo de la química, la teoría atómica comenzó a
avanzar con certezas que, hasta entonces, eran imposibles de obtener.
Los químicos lograron descubrir que cualquier líquido, gas o sólido podía
descomponerse en distintos elementos o constituyentes últimos (por ejemplo, cada
molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno:
H2O). John Dalton fue quien demostró que los átomos se unían entre sí de acuerdo
a ciertas proporciones definidas.
Sin embargo, también han existido otros autores que, de manera profunda e
intensa, han dejado su huella en el estudio y análisis de los átomos. Este sería el
caso, por ejemplo, del científico británico Joseph John Thomson. Este pasó a la
historia no sólo como el inventor del espectómetro de masa sino también como el
descubridor de dos elementos fundamentales: los isótopos y el electrón.

4. 2. Historia del átomo
Los filósofos griegos discutieron mucho sobre la naturaleza de la materia y
concluyeron que e mundo era más sencillo de lo que parecía.
En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía,
además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas,
acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo. Un
discípulo suyo, Demócrito, bautizó a estas partes indivisibles de materia con el
nombre de átomos, término que en griego significa “que no se puede dividir”.
El concepto de átomo, tal y como lo conocemos actualmente, fue propuesto en 1661
por Robert Boyle, en oposición a los tradicionales 4 elementos fundamentales
(agua, aire, fuego y tierra). En su definición, Boyle defendía que la materia estaba
compuesta por diferentes partículas, que le permitían avanzar en la diferenciación
entre compuestos y mezclas. A pesar de ello, no fue más allá en su conjetura
acerca de las partículas.
Un siglo más tarde (en 1789) Antoine Laurent Lavoisier postula la ley química de
conservación de la masa, en que: en un proceso químico, la suma de las masas de
los elementos químicos que reaccionan es igual a la suma de las masas de los
productos de la reacción. Y por necesidad define el término “elemento químico”
como la substancia básica indivisible podemos utilizar de reactivo o producto en una
reacción química.
3. Estructura de un átomo
 Protones: Son uno de los tipos de partículas que se encuentran en el núcleo
de un átomo y tienen carga positiva. Fueron descubiertos por Ernest
Rutherford entre 1911 y 1919.

5.  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.
 Neutrones: Los neutrones son partículas ubicadas en el núcleo y tienen una
carga neutra La masa de un neutrón es ligeramente más grande que la de
un protón.
4. Tamaño del átomo
La curiosidad acerca del tamaño y masa del átomo atrajo a cientos de científicos
durante un largo periodo en el que la falta de instrumentos y técnicas apropiadas
impidió lograr respuestas satisfactorias. Posteriormente se diseñaron numerosos
experimentos ingeniosos para determinar el tamaño y peso de los diferentes
átomos. El átomo más ligero, el de hidrógeno, tiene un diámetro de
aproximadamente 10-10 m (0,0000000001 m) y una masa alrededor de 1,7 × 10-27
kg. (La fracción de un kilogramo representada por 17 precedido de 26 ceros y una
coma decimal). Un átomo es tan pequeño que una sola gota de agua contiene más
de mil trillones de átomos.
5. Identificación del átomo
La identidad de un átomo y sus propiedades vienen dadas por el número de
partículas que contiene. Lo que distingue a unos elementos químicos de otros es el
número de protones que tienen sus átomos en el núcleo. Este número se llama
Número atómico y se representa con la letra Z. Se coloca como subíndice a la

6. izquierda del símbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los átomos
del elemento Hidrógeno tienen 1 protón y su Z = 1, los de helio tienen 2 protones y Z
=2, los de litio, 3 protones y Z = 3,…
Si el átomo es neutro, el número de electrones coincide con el de protones y nos lo
da Z.
El Número másico nos indica el número total de partículas que hay en el núcleo, es
decir, la suma de protones y neutrones. Se representa con la letra A y se sitúa como
superíndice a la izquierda del símbolo del elemento. Representa la masa del átomo
medida en una, ya que la de los electrones es tan pequeña que puede despreciarse.
6. Evolución del Átomo
El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos
griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por
medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la
realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse
indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e
indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos
macroscópicos que nos rodean. La concepción del átomo que se ha tenido a lo
largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el
campo de la física y la química. A continuación se hará una exposición de los
modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de
ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados
actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica.
7. Modelo de átomos
Modelo atómico de Thomson
En 1879 el físico inglés Joseph John Thomson observó que los rayos catódicos
estaban compuestos por unas partículas (que él llamó “corpúsculos”) cargadas
negativamente que procedían del interior de los átomos de los electrodos. De este

7. hecho Thomson dedujo que los átomos son divisibles y que se componen de estos
corpúsculos se distribuían aleatoriamente en una “masa” de carga positiva
(necesaria para compensar la carga negativa de los corpúsculos). Este modelo
propuesto en 1904 y atribuido a Thomson se conoce como el pastel de pasas,
puesto que los electrones se distribuirían en la materia, igual que las pasas se
distribuyen en el pastel.
Modelo atómico de Dalton
Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John
Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas.19 Este primer
modelo atómico postulaba .La materia está formada por partículas muy pequeñas
llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los átomos de un
mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias.
Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. Los átomos
permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas. Los
átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los
átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y
formar más de un compuesto. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos
de dos o más elementos distintos.
El modelo atómico de Bohr
Mientras en el laboratorio de Ernest Rutherford investigaban la interacción de los
metales con las partículas alfa y beta. El físico danés Niels Bohr se dedicaba a
hacer experimentos parecidos con las partículas gamma y con la radiación
electromagnética y lumínica en general.
Niels Bohr sabía que un material puede absorber una cierta cantidad de luz, o
puede emitirla debido a que lo hemos calentado con anterioridad. Y en sus
experimentos observó que esta luz emitida o absorbida, tienen siempre las mismas
cantidades de energía y no pueden ser otras cualquiera.
Con estos resultados Niels Bohr sugirió que los electrones también debían de estar
confinados, pero ellos en ciertas órbitas muy bien definidas, cada una de ellas con
una energía “cuantizada”, menor cuanto más alejada del núcleo, entre las que los
electrones podían saltar de una a otra, pero nunca podían ocupar órbitas
intermedias. Las diferencias de energía entre una órbita y otra, debía

8. corresponderse perfectamente con la energía de la luz emitida o absorbida por el
átomo.
Modelo atómico de Rutherford
A principios del siglo XX, ya se conocían las propiedades de las partículas alfa
(núcleos de Helio), beta (electrones) y gamma (radiación electromagnética, fotones),
que debido a su gran energía pueden atravesar finas láminas de metal.
Mientras en 1909 Hans Geiger y Ernest Marsden trabajaban en el laboratorio de
Ernest Rutherford, bombardeando láminas de oro con partículas alfa y beta,
observaron que una pequeña proporción de estas partículas eran desviadas con
ángulos mucho mayores de los que serían esperados usando el modelo atómico de
Thomson.
Rutherford sugirió en 1911 que el experimento podía interpretarse asumiendo que
la carga positiva y la mayor parte de la masa de cada partícula debían concentrarse
en muy poco espacio, en el centro del
8. Estructura Cristalina
La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los
átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con
patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio. La
cristalografía es el estudio científico de los cristales y su formación.
El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir, donde las
correlaciones internas son mayores. Esto se refleja en sus propiedades antrópicas y
discontinuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y con formas
geométricas definidas (hábito) cuando están bien formados. No obstante, su
morfología externa no es suficiente para evaluar la denominada cristalinidad de un
material.

9. 9. Estructura cristalina ordenada
En la estructura cristalina (ordenada) de los compuestos inorgánicos, los elementos
que se repiten son átomos o iones enlazados entre sí, de manera que generalmente
no se distinguen unidades aisladas; estos enlaces proporcionan la estabilidad y
dureza del material. En los compuestos orgánicos se distinguen claramente
unidades moleculares aisladas, caracterizadas por uniones atómicas muy débiles,
dentro del cristal. Son materiales más blandos e inestables que los inorgánicos.
10. Diferenciaentre vidrios y cristales
En ocasiones la repetitividad se rompe o no es exacta, y esto diferencia los vidrios y
los cristales, los vidrios generalmente se denominan materiales amorfos
(desordenados o poco ordenados).
No obstante, la materia no es totalmente ordenada o desordenada (cristalina o no
cristalina) y nos encontramos una graduación continua del orden en que está
organizada esta materia (grados de cristalinidad), en donde los extremos serían
materiales con estructura atómica perfectamente ordenada (cristalinos) y
completamente desordenada (amorfos).
11. Celda unidad
Se define como celda unitaria, la porción más simple de la estructura cristalina que
al repetirse mediante traslación reproduce todo el cristal. Todos los materiales
cristalinos adoptan una distribución regular de átomos o iones en el espacio.

10. Se trata de un arreglo espacial de átomos que se repite en el espacio tridimensional
definiendo la estructura del cristal. Se caracteriza por tres vectores que definen las
tres direcciones independientes del sistema de coordenadas de la celda. Esto se
traduce en seis parámetros de red, que son los módulos, a, b y c, de los tres
vectores, y los ángulos alpha, beta y gamma que forman entre sí. Estos tres
vectores forman una base del espacio tridimensional, de tal manera que las
coordenadas de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de
ellos por combinación lineal con los coeficientes enteros.
La posición de un átomo dentro de la celda unidad se describe normalmente usando
coordenadas fraccionarias. La simetría traslacional de una estructura cristalina se
caracteriza mediante la red de Bravais, existen 14 redes de Bravais diferentes y
todas las estructuras cristalinas minerales conocidas encajan en una de esas 14
disposiciones. Estas redes pueden ser:
Tipo P: Se denomina primitiva y tiene puntos de red en los vértices de la celda.
Tipo I: Red centrada en el interior. Esta presenta puntos de red en los vértices de la
celda y en el centro de la celda.
Tipo F: Red centrada en todas las caras. Presenta puntos de red en los centros de
todas las caras, así como en los vértices.
Tipo C: Red centrada en la base. Una red tipo C se refiere al caso en el que la
simetría traslacional coloca puntos de red en los centros de las caras delimitados
por las direcciones a y b así como en el origen.
Además de la simetría traslacional descrita en una red cristalina existen elementos
de simetría. Estos elementos son:
Centro de inversión.
Plano de reflexión.
Ejes de rotación de orden 2, 3, 4 y 6.
Ejes de rotación-inversión de orden 3, 4 y 6.
Los elementos de simetría anteriores pueden coexistir en una estructura cristalina
dando lugar a lo que se conoce como grupo puntual de simetría. Existen 32 grupos
puntuales de simetría y el nombre alude a que las operaciones asociadas forman un
grupo matemático y los elementos tienen un punto en común que no se mueve al
realizar las operaciones.

11. 12. Tabla Periódica
A mediados del siglo XIX, varios químicos se dieron cuenta de que las similitudes en
las propiedades químicas de diferentes elementos suponían una regularidad que
podía ilustrarse ordenando los elementos de forma tabular o periódica. El químico
ruso Dmitri Mendeléiev propuso una tabla de elementos llamada tabla periódica, en
la que los elementos están ordenados en filas y columnas de forma que los
elementos con propiedades químicas similares queden agrupados. Según este
orden, a cada elemento se le asigna un número (número atómico) de acuerdo con
su posición en la tabla, que va desde el 1 para el hidrógeno hasta el 92 para el
uranio, que tiene el átomo más pesado de todos los elementos que existen de forma
natural en nuestro planeta. Las posteriores investigaciones, facilitadas por el orden
que los elementos conocidos ocupaban en la tabla, llevaron al descubrimiento de los
elementos restantes. Los elementos con mayor número atómico tienen masas
atómicas mayores, y la masa atómica de cada isótopo se aproxima a un número
entero, de acuerdo con la hipótesis de Prout