atomos y estructura cristalina

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO
MARIÑO”
SEDE MARACAIBO
Autor:
Carlos Chourio
C.I: 15.937.316
Carrera 46

2. los filósofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia y concluyeron
que el mundo era más simple de lo que parecía.
Algunas de sus ideas de mayor relevancia fueron:
El átomo en la antigüedad
En el siglo V a. C., Leucipo sostenía que había un sólo tipo de materia y pensaba
que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, obtendríamos un
trozo que no se podría cortar más. Demócrito llamó a estos trozos átomos ("sin
división").
La filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podía resumirse en:
1.- Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles.
2.- Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.
3.- Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.
Leucipo
Demócrito

3. ¿Que es un átomo?
Definición
Un átomo: es la unidad constituyente más pequeña de la materia ordinaria que
tiene las propiedades de un elemento químico. Cada sólido, líquido, gas y
plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy
pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima
parte de un metro).No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y
hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero
cercanos.
Etimológicamente El nombre «átomo» proviene del latín atomum, y este del
griego ἄτομον 'no cortado, sin porciones, indivisible'; también, se deriva de a-
('no') y tómo- 'trozo cortado, porción, parte'.

4. Estructura del átomo
Todo átomo está constituido por tres partes: una parte
eléctricamente positiva, formada por los protones; otra
eléctricamente negativa, compuesta por electrones, y una tercera
integrada por minúsculas partículas neutras denominadas
neutrones. La carga electrónica del protón y la del electrón son
iguales y contrarias; como los átomos suelen existir en forma
neutra, el número de electrones de un átomo debe ser igual al de
protones. Los electrones ocupan el espacio más externo del
átomo; y los protones se sitúan en el centro, y, con los neutrones,
constituyen el núcleo.
Los electrones y los protones de todos los elementos químicos
son iguales, por lo que éstos se diferencian por el número de
protones, de neutrones y de electrones presente, mi su interior.

5. Propiedades de los átomos
Las unidades básicas de la química son los átomos. Durante las reacciones químicas
los átomos se conservan como tales, no se crean ni se destruyen, pero se organizan
de manera diferente creando enlaces diferentes entre un átomo y otro.
Los átomos se agrupan formando moléculas y otros tipos de materiales. Cada tipo de
molécula es la combinación de un cierto número de átomos enlazados entre ellos de
una manera específica.
Según la composición de cada átomo se diferencian los distintos elementos químicos
representados en la tabla periódica de los elementos químicos. En esta tabla
podemos encontrar el número atómico y el número másico de cada elemento:
Número atómico, se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que
presenta un átomo, que es igual a la de electrones. Todos los átomos con un mismo
número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas propiedades
químicas. Por ejemplo todos los átomos con un protón serán de hidrógeno (Z = 1),
todos los átomos con dos protones serán de helio (Z = 2).
Número másico, se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de
protones y neutrones que contiene el elemento. Los isótopos son dos átomos con el
mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Los isótopos de un
mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.

6. Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de
explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser
interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama
conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo existieron varios modelos
atómicos y algunos más elaborados que otros.

7. Durante el s.XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos
de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clásicas de la Química.
La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para
explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas,
indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.
Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:
1- La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
2- Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen el mismo peso e iguales propiedades. Los átomos de
diferentes elementos tienen peso diferente. Comparando el peso de los elementos con los del hidrógeno tomado como la
unidad propuso el concepto de peso atómico relativo.
3- Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas
4- Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
5- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
6- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos.
fue el primer modelo atómico con bases científicas, propuesto entre 1803 y 1807 por John Dalton,
aunque el autor lo denominó más propiamente "teoría atómica" o "postulados atómicos".

8. Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga
eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.
De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser
una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo
interior estaban incrustados los electrones.
Modelo atómico de Thomson
El modelo atómico de Thomson es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904
por Joseph John Thomson, quien descubrió el electrón1 en 1897, mucho antes del
descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por
electrones de carga negativa en un átomo positivo, incrustados en este al igual que las pasas
de un budín. A partir de esta comparación, fue que el supuesto se denominó "Modelo del budín
de pasas".2 3 Postulaba que los electrones se distribuían uniformemente en el interior del
átomo suspendidos en una nube de carga positiva. El átomo se consideraba como una esfera
con carga positiva con electrones repartidos como pequeños gránulos. La herramienta principal
con la que contó Thomson para su modelo atómico fue la electricidad.

9. Rutherfor demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están
vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.
Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza
con los electrones girando alrededor de un núcleo central
cargado positivamente.
Modelo atómico de Rutherford
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por
dos partes: la "corteza" (luego denominada periferia), constituida por todos sus electrones,
girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo" muy pequeño; que concentra toda la carga
eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región
pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Sugirió un nuevo
modelo en el cual el átomo poseía un núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la
carga positiva, y que en la zona extranuclear se encuentran los electrones de carga negativa.
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la
estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-
neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su
"experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.

10. Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los
átomos excitados de los elementos en estado gaseoso,
Bohr dedujo que el átomo debía estar formado por
una corteza con los electrones girando alrededor de
un núcleo central cargado positivamente
Modelo atómico de Bohr
El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del
átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una
cuantización a partir de ciertos postulados. Fue propuesto en 1913 por el
físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener
órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban
espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en
el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba
ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en
1905.

11. Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la
naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la
cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en
1926, se actualizó nuevamente el modelo del
átomo.
En el modelo de Schrödinger se abandona la
concepción de los electrones como esferas
diminutas con carga que giran en torno al núcleo,
que es una extrapolación de la experiencia a nivel
macroscópico hacia las diminutas dimensiones del
átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los
electrones por medio de una función de onda, el
cuadrado de la cual representa la probabilidad de
presencia en una región delimitada del espacio.
El modelo Actual
El modelo atómico de Schrödinger no se trata de un
modelo relativista, sino cuántico, que está basado en la
ecuación que este físico austríaco realizó en 1925.
Bohr había postulado un modelo que funcionaba
perfectamente para el átomo de hidrógeno, pero en los
espectros que fueron realizados para otros átomos, se
veía que los electrones aun siendo del mismo nivel
energético, poseían energías algo diferentes, hecho que
no respondía el modelo de Bohr, lo que hacía necesaria
una urgente corrección de su modelo. Fue Sommerfeld
quien modificó el modelo de Bohr, al deducir que en cada
nivel energético existían subniveles, lo explicó añadiendo

13. 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 materia
La estructura cristalina

14. La estructura cristalina
• Presenta un arreglo interno ordenado, basado en
minúsculos cristales cada uno con una forma geométrica
determinad.
• Los cristales se obtienen como consecuencia de la
repetición ordenada y constante de las unidades
estructurales ( átomos, moléculas, iones)
• Al romperse se obtienen caras y planos bien definidos.
• Presentan puntos de fusión definidos, al calentarlos
suficientemente el cambio de fase ocurre de una manera
abrupta.

15. La estructura física de los sólidos es consecuencia de la disposición de los átomos,
moléculas o iones en el espacio, así como de las fuerzas de interconexión de las
partículas:
•Estado amorfo : Las partículas componentes del sólido se agrupan al azar.
•Estado cristalino: Los átomos (moléculas oiones) que componen el sólido se disponen
según un orden regular. Las partículas se sitúan ocupando los nudos o puntos singulares
de una red espacial geométrica tridimensional.
La estructura cristalina
Los átomos que pertenecen a un sólido cristalino se pueden representar situándolos en
una red tridimensional, que se denomina retículo espacial o cristalino. Este retículo
espacial se puede definir como una repetición en el espacio de celdas unitarias.
La celda unitaria de la mayoría de las estructuras cristalinas son paralelepípedos o
prismas con tres conjuntos de caras paralelas

16. La estructura cristalina
Los cristales, átomos, iones o moléculas se empaquetan y dan lugar a motivos que
se repiten del orden de 1 Ángstrom = 10-8 cm; a esta repetitividad, en tres
dimensiones, la denominamos red cristalina. El conjunto que se repite, por
translación ordenada, genera toda la red (todo el cristal) y la denominamos unidad
elemental o celda unidad.
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.

17. Celda unitaria
• El cristal individual es llamado celda unitaria, esta formado por la
repetición de ocho átomos.
• El cristal se puede representar mediante puntos en los centros de átomos.

18. Según el tipo de enlace atómico, los cristales pueden
ser de tres tipos:
a) Cristales iónicos: punto de fusión elevado, duros y muy frágiles, conductividad
eléctrica baja y presentan cierta elasticidad. Ej: NaCl (sal común)
b) Cristales covalentes: Gran dureza y elevada temperatura de fusión. Suelen ser
transparentes quebradizos y malos conductores de la electricidad. No sufren
deformación plástica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). Ej: Diamante
c) Cristales metálicos: Opacos y buenos conductores térmicos y eléctricos. No son tan
duros como los anteriores, aunque si maleables y dúctiles. Hierro, estaño, cobre

19. Según la posición de los átomos en los vértices de la celda
unitaria de la red cristalina existen:
a) Redes cúbicas sencillas: Los átomos ocupan sólo los vértices de la celda unidad.
b) Redes cúbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los átomos, además de ocupar los
vértices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalizan el hierro y el cromo.
c) Redes cúbicas centradas en las caras (FCC): Los átomos, además de ocupar los
vértices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Cristalizan en este tipo de redes
el oro, cobre, aluminio, plata,...
d) Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal con
átomos en los vértices y cuyas bases tiene un átomo en el centro. En el centro de la
celda hay tres átomos más. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y
magnesio.

20. Sistemas cristalinos

21. Diferencia entre 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).

22. Se puede concluir que los átomos es la unidad mínima de materia que compone toda
materia que existe y es la estructura que define a todos los elementos. también se
puede decir que las primeras ideas sobre la existencia de los átomos surgieron en la
Antigua Grecia y que a partir de allí surgieron los diferentes modelos que fueron
evolucionando a través del tiempo hasta llegar al modelo de Schrödinger que es el
utilizado actualmente. Sobre la estructura cristalina podemos definirla como la forma
sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones y
cristalografía es el estudio científico de los cristales y su formación también a través de
la realización de este trabajo se conoció los tipos de cristales según su enlace atómico
y según la posición de los átomos en los vértices de la celda unitaria por ultimo
tenemos la diferencia entre vidrios y cristales.