Presentación realizada para la asignatura Tecnologia de los materiales de Ing. Industrial del Instituto Politecnico "Santiago Mariño".

1. Estructura atómica de los
materiales.
REALIZADO POR:
MARÍA SILVA CI: 21002163

2. El átomo
El átomo es la parte más pequeña
en la que se puede obtener materia de
forma estable, ya que las partículas
subatómicas que lo componen no pueden
existir aisladamente salvo en condiciones
muy especiales. El átomo está formado por
un núcleo, compuesto a su vez por
protones y neutrones, y por una corteza
que lo rodea en la cual se encuentran los
electrones, en igual número que los
protones.

3. Estructura del átomo
 El átomo esta formado principalmente por:
 Protones
 Neutrones
 Electrones

4. Estructura del átomo
 Protón, descubierto por Ernest Rutherford a
principios del siglo XX, el protón es una
partícula elemental que constituye parte del
núcleo de cualquier átomo. El número de
protones en el núcleo atómico, denominado
número atómico, es el que determina las
propiedades químicas del átomo en cuestión.
Los protones poseen carga eléctrica positiva y
una masa 1.836 veces mayor de la de los
electrones.

5. Estructura del átomo
 Neutrón, partícula elemental que constituye
parte del núcleo de los átomos. Fueron
descubiertos en 1930 por dos físicos alemanes,
Walter Bothe y Herbert Becker. La masa del
neutrón es ligeramente superior a la del protón,
pero el número de neutrones en el núcleo no
determina las propiedades químicas del átomo,
aunque sí su estabilidad frente a posibles
procesos nucleares (fisión, fusión o emisión de
radiactividad). Los neutrones carecen de carga
eléctrica, y son inestables cuando se hallan
fuera del núcleo, desintegrándose para dar un
protón, un electrón y un antineutrino.

6. Estructura del átomo
 Electrón, partícula elemental que constituye parte de
cualquier átomo, descubierta en 1897 por J. J.
Thomson. Los electrones de un átomo giran en torno
a su núcleo, formando la denominada corteza
electrónica. La masa del electrón es 1836 veces
menor que la del protón y tiene carga opuesta, es
decir, negativa. En condiciones normales un átomo
tiene el mismo número de protones que electrones, lo
que convierte a los átomos en entidades
eléctricamente neutras. Si un átomo capta o pierde
electrones, se convierte en un ion.

7. Atracciones inter-atómicas de los
materiales
Son los enlaces iónicos, metálicos y covalentes que dentro de una
molécula hacen que los atamos estén unidos. Determinando las propiedades físicas
y químicas. Las energías potenciales de atracción y las correspondientes fuerzas
son las causas de los diversos tipos de enlaces químicos entre los átomos, que son
diferencia principal entre las diversas familias de materiales. Entre ellas tenemos:

8. Atracciones inter-atómicas de los
materiales
 Enlace iónico o electrovalente. Es una
unión de partículas que resulta de la
presencia de atracción electrostática entre
los iones de distinto signo, es decir, uno
fuertemente electropositivo (baja energía
de ionización) y otro fuertemente
electronegativo (alta afinidad electrónica).
Eso se da cuando en el enlace, uno de los
átomos capta electrones del otro.

9. Atracciones inter-atómicas de los
materiales
 Enlace metálico: enlace químico que ocurre
entre los átomos de metales entre sí, (unión
entre núcleos atómicos y los electrones de
valencia, que se agrupan alrededor de éstos
como una nube). Es un enlace fuerte, primario,
que se forma entre elementos de la misma
especie, en este enlace todos los átomos
envueltos pierden electrones de sus capas más
externas, que se trasladan más o menos
libremente entre ellos, formando una nube
electrónica (también conocida como mar de
electrones).

10. Atracciones inter-atómicas de los
materiales
 Enlaces Covalentes: Los enlaces covalentes se
definen como la unión que se produce entre 2
átomos por la compartición de 2 o más electrones
de su capa externa con objeto de formar una
molécula estable.
 Un ejemplo claro es la molécula de Cloro, el cloro
en estado natural se presenta como una molécula
formada por 2 átomos de cloro, dichos átomos de
cloro se encuentran unidos mediante un enlace
covalente producido por la compartición de 2
electrones

11. Atracciones inter-atómicas de los
materiales
Dentro de los enlaces covalentes nos encontramos
con 2 tipos de enlaces covalentes que se pueden
originar:
 Enlace covalente polar
 Enlace covalente apolar

12. Enlace covalente polar:
 Se origina cuando uno de los átomos dispone de mayor fuerza
de atracción de los electrones hacia su núcleo, como resultado
se origina una molécula con parte negativa y otra parte
(dipolo).
 Los enlaces covalentes polares siempre se producen cuando el
enlace se realiza entre 2 átomos diferentes.
 El grado de polaridad de la molécula resultante del enlace
covalente, depende de la fuerza o atracción que atrae los
electrones hacia un átomo, este concepto es definido
la electronegatividad.
 Como ejemplos de sustancias que poseen en su estructura
enlaces covalentes polares podemos citar el agua, alcohol
isopropílico, metanol, butanol…
Tipos de enlace covalente

13. Enlace covalente apolar
 Se produce cuando ambos átomos disponen de la misma
fuerza de atracción de los electrones hacia su mismo
 Los enlaces covalentes apolares siempre se producen
cuando el enlace se realiza entre 2 átomos iguales o con el
mismo grado de electronegatividad.
 El concepto de molécula o material polar o apolar es de
suma importancia para el estudio de los adhesivos, por lo
general aquellas superficies que dispongan de moléculas o
materiales polares en su superficie serán óptimas para
conseguir fácilmente un adhesivado duradero en el
Tipos de enlace covalente

14. COMPORTAMIENTO INTERMOLECULAR
DE LOS MATERIALES
El comportamiento molecular depende del equilibrio (o falta de él) de las
fuerzas que unen o separan las moléculas, entre las diversas fuerzas de orden
intermoleculares que mantienen unidos los átomos dentro de la molécula y
mantener la estabilidad de las moléculas individuales, tenemos:
 Fuerza de orientación
 Fuerzas de inducción
 Fuerza de dispersión
 Fuerza de Atracción

15. COMPORTAMIENTO INTERMOLECULAR
DE LOS MATERIALES
 Fuerzas de orientación: Aparecen entre moléculas con
momento dipolar diferente.
 Fuerzas de inducción: ion o dipolo permanente, producen en
una molécula apolar una separación de cargas por el fenómeno
de inducción electrostática.
 Fuerzas de dispersión: Aparecen en tres moléculas apolares.
 Las fuerzas de atracción: entre moléculas (monoatómicas o
poliatómicas) sin carga neta se definen como fuerzas
intermoleculares o fuerzas de Van de Waals. Estas pueden
dividirse en tres grupos: las debidas a la existencia de dipolos
permanentes, las de enlace de hidrógeno y las debidas a
fenómenos de polarización transitoria (fuerzas de London)

16. Acomodamientos Atómicos
 Cristales Cúbicos: Los átomos pueden acomodarse en un patrón cúbico con tres
diferentes tipos de repetición: cúbico simple (cs), cúbico de cuerpos centrados (ccc), y
cúbico de caras centradas (ccac).
 Cúbico simple: Es hipotética para metales puros, pero representa un buen punto de
partida. Además de las tres dimensiones axiales a iguales y los ejes en ángulos rectos,
hay posiciones equivalentes en cada celdilla. Cada celdilla tiene contornos idénticos al
centro a los de todas las celdillas unitarias en el cristal. Del mismo modo, cualquier
posición específica es idéntica en todas las celdillas unitarias.
 Cúbico de cuerpos centrados: Cada celdilla unitaria tiene un átomo en cada vértice del
cubo y otro átomo en el centro del cuerpo del cubo.

17. Acomodamientos Atómicos
 Cúbica de caras centradas: Este tipo de estructura se caracteriza por que en la
esquina de cada celdilla unitaria y en centro de cada cara hay un átomo, pero no
hay ninguno en el centro del cubo.
 Cristales Hexagonales: Existen dos representaciones de las celdillas unitarias
hexagonales simples. Este tipo de celdillas no tienen posiciones internas que sean
equivalentes a las posiciones esquina. Además, existen estructuras hexagonales.
Compactas que se caracterizan por tener cada átomo en una capa situada
exactamente arriba o debajo de los intersticios entre tres átomos de las capas
adyacentes. Así, cada átomo toca tres átomos de capa bajo un plano, seis átomos
en su propio plano y tres en la capa superior.

18. Acomodamientos Atómicos