el atomo y la estructura cristalina

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MATURÍN
ESTRUCTURA ATOMICA
Autor: Anna García 20710894
Maturín, Febrero 2017

2. INTRODUCCION
Cada átomo se compone de un núcleo y uno o más electrones unidos
al núcleo. El núcleo está compuesto de uno o más protones y típicamente un
número similar de neutrones (ninguno en el hidrógeno-1). Los protones y los
neutrones son llamados nucleones. Más del 99,94 % de la masa del átomo
está en el núcleo.
Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen
una carga eléctrica negativa y los neutrones tienen ambas cargas eléctricas,
haciéndolos neutros. Si el número de protones y electrones son iguales, ese
átomo es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene más o menos electrones
que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva,
respectivamente, y se denomina ion.

3. ATOMO
Imagínate que tienes un pedazo de hierro. Lo partes. Sigues
teniendo dos trozos de hierro pero más pequeños. Los vuelves a partir, otra
vez... Cada vez tendrás trozos más pequeños hasta que llegará un momento,
en que si los volvieses a partir lo que te quedaría ya no sería hiero.
Llegados a este punto lo que ha quedado és un átomo, un átomo de
hierro. De un modo más formal, definimos átomo como la partícula más
pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades
químicas.
El origen de la palabra átomo proviene del griego, que significa
indivisible. En el momento que se bautizaron estas partículas se creía que
efectivamente no se podían dividir, aunque hoy en dia sabemos que los
átomos están formados por partículas aún más pequeñas, las llamadas
partículas subatómicas.

4. En el campo de las ciencias, el átomo es sin dudas uno de los
elementos más importantes ya que es la base de toda materia y sustancia. El
átomo puede ser descripto como la unidad más pequeña e indivisible de la
materia que la conforma en su totalidad y que está presente en todo tipo de
materia.
El átomo está compuesto básicamente por un núcleo que contiene
una combinación de protones de carga positiva y neutrones de carga neutral.
Alrededor de este núcleo se conforma una nebulosa de electrones que
poseen carga negativa. Más del 99 por ciento del total de masa de un átomo
está concentrado en el núcleo. Tal coexistencia es la que da forma básica al
átomo y que se repite en todas las sustancias, salvo en el helio. La fuerza
electromagnética que se ejerce entre ambas partes es la responsable de
mantenerlas unidas justamente por ser cargas opuestas entre sí. La unión de
varios átomos entre sí tiene como resultado la formación de moléculas, la
siguiente unidad más pequeña de materia luego del átomo. Los iones son los
átomos que tienen carga negativa o positiva a diferencia de aquellos que
cuentan con una carga equilibrada o neutral.
Para entender un poco mejor lo que simboliza un átomo, podemos
decir que su nombre proviene del término griego átomos y que significa todo
aquello que es indivisible e inseparable. Si bien la existencia de los átomos
como elemento más pequeño de la materia ya había sido reconocida y
señalada por numerosos filósofos, investigadores y matemáticos de la
Antigua Grecia así como también de la India, no fue hasta el siglo XIX que la
ciencia y sus métodos permitieron al ser humano comprobar de manera
empírica la presencia de elementos que ya no permitían división alguna: los
átomos. Claramente, la posibilidad de observar los átomos que componen a
un tipo determinado de materia es algo que sólo se puede realizar cuando se
cuenta con la apropiada tecnología microscópica.

5. ESTRUCTURA ATOMICA
A pesar de que átomo significa ‘indivisible’, en realidad está formado por
varias partículas subatómicas. El átomo contiene protones, neutrones y
electrones, con la excepción del hidrógeno-1, que no contiene neutrones, y
del catión hidrógeno o hidrón, que no contiene electrones. Los protones y
neutrones del átomo se denominan nucleones, por formar parte del núcleo
atómico.
El electrón es la partícula más ligera de cuantas componen el átomo,
con una masa de 9,11 · 10−31 kg. Tiene una carga eléctrica negativa, cuya
magnitud se define como la carga eléctrica elemental, y se ignora si posee
subestructura, por lo que se lo considera una partícula elemental.
Los protones tienen una masa de 1,67 · 10−27 kg, 1836 veces la del
electrón, y una carga positiva opuesta a la de este. Los neutrones tienen una
masa de 1,69 · 10−27 kg, 1839 veces la del electrón, y no poseen carga
eléctrica. Las masas de ambos nucleones son ligeramente inferiores dentro
del núcleo, debido a la energía potencial del mismo; y sus tamaños son
similares, con un radio del orden de 8 · 10−16 m o 0,8 femtómetros (fm).7
El protón y el neutrón no son partículas elementales, sino que
constituyen un estado ligado de quarks u y d, partículas fundamentales
recogidas en el modelo estándar de la física de partículas, con cargas
eléctricas iguales a +2/3 y −1/3 respectivamente, respecto de la carga
elemental. Un protón contiene dos quarks u y un quark d, mientras que el
neutrón contiene dos d y un u, en consonancia con la carga de ambos. Los
quarks se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear fuerte, mediada por
gluones —del mismo modo que la fuerza electromagnética está mediada por
fotones—. Además de estas, existen otras partículas subatómicas en el
modelo estándar: más tipos de quarks, leptones cargados (similares al
electrón), etc.

6. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.
- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga
positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir
son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual
a la de un neutrón.
Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo
número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo
distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.
- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los
electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran
alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que
la de un protón.
Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de
protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el
número de electrones.
ORGANIZACIÓN ATOMICA
La organizacion o el arreglo atomico juega un papel importante en la
determinacion de la microestructura ası como en las propiedades mec´anicas
y f´ısicas de los materiales en ingenierıa. El arreglo atomico puede variar de
manera significativa la resistencia en el hierro, en tanto que en el aluminio
puede proporcionar buena ductilidad.
En esta seccion se describiran arreglos atomicos tıpicos en materiales
solidos de estructura perfecta y a la vez se desarrollara la nomenclatura
utilizada para describirlos. Teniendo como objetivo el estar preparados para

7. comprender como las imperfecciones en el arreglo atomico permiten
entender tanto la deformacion como el endurecimiento de muchos materiales
solidos.
1. ORDENAMIENTO ATÓMICO
Si no se consideran las imperfecciones que aparecen en los
materiales, entonces existen tres niveles de ordenamiento atómico:
SIN ORDEN
En gases como el argón los átomos no tienen orden y llenan de
manera aleatoria el espacio en el cual esta confinado el gas.
ORDEN DE CORTO ALCANCE
un material muestra orden de corto alcance si el arreglo especial de
los átomos se extiende solo los vecinos más cercanos de dicho átomo. Cada
molécula de agua en fase vapor tiene un orden de corto alcance debido a los
enlaces covalentes entre los átomos de hidrogeno y oxigeno, esto es cada
átomo de oxigeno esta unido a dos átomos de hidrogeno formando un ángulo
de 104.5º entre los enlaces. Sin embargo las moléculas de agua no tienen
una organización especial entre si.
Los polímeros también despliegan ordenes atómicos de corto
alcance. El polietileno esta compuesto por cadenas de átomos de carbono
con dos átomos de hidrógeno unidos a cada carbono, al final se produce una
estructura tetraédrica
Las cerámicas y los polímeros que tienen solo este orden de corto
alcance son materiales amorfos. Los vidrios que se forman en sistemas tanto
cerámicos como polímeros son materiales amorfos y a menudo tienen

8. propiedades físicas únicas. Unos cuantos materiales y semiconductores
especialmente preparados también poseen solo orden de corto alcance.
ORDEN DE LARGO ALCANCE
Muchos materiales cerámicos e incluso algunos polímeros tienen una
estructura cristalina en la cual los átomos muestran tanto un orden de corto
alcance como un orden de largo alcance; el arreglo atómico especial se
extiende por todo el material. Los átomos forman un patrón repetitivo,
regular, en forma de rejilla o de red. La red es un conjunto de puntos
conocidos como puntos de red que están organizados siguiendo un patrón
periódico de forma que el entorno de cada punto en la red es idéntico uno o
mas átomos quedan asociados a cada punto de la red. La red difiera de un
material a otro tanto en tamaño como en forma dependiendo del tamaño de
los átomos y del tipo de enlace entre ellos.

9. CRISTALES IONICOS
Los cristales iónicos tienen dos características importantes: están
formados de enlaces cargados y los aniones y cationes suelen ser de distinto
tamaño. Son duros y a la vez quebradizos. La fuerza que los mantiene
unidos es electrostática. Ejemplos: KCl, CsCl, ZnS y CF2. La mayoría de los
cristales iónicos tienen puntos de fusión altos, lo cual refleja la gran fuerza de
cohesión que mantiene juntos a los iones. Su estabilidad depende en parte
de su energía reticular; cuanto mayor sea esta energía, más estable será el
compuesto.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Los nudos de las distintas celdillas, señalados por bolitas negras en
las figuras de las redes de Bravais, son todos equivalentes y no están
ocupados necesariamente por un único átomo. En determinados materiales
cada nudo puede tener asociado una molécula, un grupo de átomos, o
incluso, un grupo de moléculas. Esto es particularmente frecuente en el caso
de materiales cerámicos y poliméricos.
Al átomo, molécula o grupo de átomos o de moléculas que se debe
asociar a cada nudo de la red para reproducir todo el cristal se lo denomina
base o motivo. Así pues, una estructura cristalina real —un cristal— se

10. construye colocando una base en cada una de las posiciones marcadas por
la red de Bravais correspondiente (o sea en sus nudos). Es decir, los
términos «red» y «estructura» no son sinónimos y no deberían confundirse,
aunque es relativamente frecuente verlos empleados de modo incorrecto.
Esquemáticamente, podemos resumir esta idea diciendo que estructura
cristalina = red espacial + base.
Los cristales son materiales cuyos constituyentes, átomos, moléculas
o iones, se empaquetan de un modo regular y periódico, formando una
estructura microscópica ordenada. Estos constituyentes están unidos entre sí
mediante diferentes tipos de fuerzas interatómicas (enlaces químicos), tales
como el enlace metálico, el enlace iónico, el covalente, las fuerzas de van der
Waals, y otros.
El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir, aquel
en donde las correlaciones internas son mayores y a mayor rango de
distancias. Y esto se refleja en sus propiedades que son anisotrópicas y
discontínuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y con
formas geométricas definidas (hábitos) cuando están bien formados. Sin
embargo, aquí una vez más, "el hábito no hace al monje" y su morfología
externa no es suficiente para evaluar la denominada cristalinidad de un
material.

11. La secuencia de fotografías animadas (incluidas en el recuadro de la
izquierda) muestra, de modo repetitivo, el proceso de crecimiento de cristales
de lisozima (una proteína muy estable) desde un medio acuoso. La duración
del proceso real, que en su pantalla es de escasos segundos, corresponde
aproximadamente a unos 30 minutos.

12. CONCLUSION
Un átomo es la parte más pequeña que forma parte de un sistema
químico. Es la mínima cantidad de un elemento químico que presenta las
mismas propiedades del elemento. Aunque la palabra átomo deriva del
griego átomos, que significa ‘indivisible’, los átomos están formados por
partículas aún más pequeñas, las partículas subatómicas.
En general, los átomos están compuestos por tres tipos de partículas
subatómicas. La relación entre estas son las que confieren a un átomo sus
características:
Electrones, tienen carga negativa y son las más ligeras.
Protones, tienen carga positiva y son unas 1.836 veces más pesados
que los electrones.
Neutrones, no tienen carga eléctrica y pesan aproximadamente lo
mismo que los protones.