El documento describe la estructura del átomo y las estructuras cristalinas. Explica que el átomo está compuesto de un núcleo central positivo rodeado por electrones, y que los modelos atómicos de Thomson, Rutherford, Bohr y otros contribuyeron al entendimiento actual. También describe las principales estructuras cristalinas como la cúbica centrada en la cara y la hexagonal compacta, y cómo se empaquetan los átomos en cada una.

1. ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA
Br. Eduardo Sierra
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
I.U.P SANTIAGO MARIÑO
MARACAIBO, ESTADO ZULIA.

2. El Átomo
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. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
Según esto, el átomo quedó constituido así:
- Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total
positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo,
aportada por los protones y los neutrones.
- Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que
giran alrededor del núcleo.
Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el núcleo, por
lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.

4. IDENTIFICACION DE LOS ATOMOS
Los átomos se identifican por el número de
protones que contiene su núcleo, ya que éste
es fijo para los átomos de un mismo elemento.
 Número atómico: Es el número de protones
de un átomo. Se representa con la letra Z y
se escribe como subíndice a la izquierda del
símbolo del elemento: ZX.
Ejemplos: 1H, 8O, 26Fe.
 Número másico: Es la suma del número de
protones y del número de neutrones de un
átomo. Se representa con la letra A y se
escribe como superíndice a la izquierda del
símbolo del elemento: AX.
Ejemplos: 1H, 8O, 26Fe.

5. MODELO ATÓMICO DE DALTON
Dalton reinterpreta las leyes ponderales basándose en el
concepto de átomo. Establece los siguientes postulados o
hipótesis, partiendo de la idea de que la materia es
discontinua:
 Los elementos están constituidos por átomos consistentes en
partículas materiales separadas e indestructibles;
 Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en
todas las demás cualidades.
 Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes masa
y propiedades
 Los compuestos se forman por la unión de átomos de los
correspondientes elementos en una relación numérica
sencilla. Los «átomos» de un determinado compuesto son a
su vez idénticos en masa y en todas sus otras propiedades.

6. MODELO ATÓMICO DE DALTON
Las suposiciones de DALTON permiten explicar fácilmente las leyes
ponderales de las combinaciones químicas, ya que la composición
en peso de un determinado compuesto viene determinada por el
número y peso de los átomos elementales que integran el «átomo»
del compuesto.

7. MODELO ATÓMICO DE THOMPSON
El modelo atómico de Thomson es una teoría
sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por
Joseph John Thomson, quien descubrió el electrón
en 1898, 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, como un pudin de pasas.
Postulaba que los electrones se distribuían
uniformemente en el interior del átomo
suspendido en una nube de carga positiva. El
átomo se consideraba como una esfera con
carga positiva con electrones repartidos como
pequeños gránulos.

8. MODELO DE RUTHERFORD
Para Ernest Rutherford, el átomo era un sistema planetario
de electrones girando alrededor de un núcleo atómico
pesado y con carga eléctrica positiva.
El módelo atómico de Rutherford puede resumirse de la
siguiente manera:
 El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga
eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del
átomo.
 Los electrones giran a grandes distancias alrededor del
núcleo en órbitas circulares.
 La suma de las cargas eléctricas negativas de los
electrones debe ser igual a la carga positiva del núcleo,
ya que el átomo es eléctricamente neutro.

9. Para analizar cuál era la estructura del átomo, Rutherford diseñó un
experimento:
El experimento consistía en bombardear una fina lámina de oro con
partículas alfa (núcleos de helio). De ser correcto el modelo atómico
de Thomson, el haz de partículas debería atravesar la lámina sin sufrir
desviaciones significativas a su trayectoria. Rutherford observó que un
alto porcentaje de partículas atravesaban la lámina sin sufrir una
desviación apreciable, pero un cierto número de ellas era desviado
significativamente, a veces bajo ángulos de difusión mayores de 90
grados. Tales desviaciones no podrían ocurrir si el modelo de Thomson
fuese correcto.
MODELO DE RUTHERFORD

10. MODELO DE RUTHERFORD
Experimento Rutherford

11. MODELO ATÓMICO CUBICO
El modelo del átomo cúbico fue de los primeros modelos atómicos,
en el que los electrones del átomo estaban situados en los ocho
vértices de un cubo. Esta teoría la desarrolló en 1902 Gilbert N. Lewis,
que la publicó en 1916 en el artículo «The Atom and the Molecule» (El
átomo y la molécula); sirvió para dar cuenta del fenómeno de la
valencia. Se basa en la regla de Abegg. Fue desarrollada
posteriormente por Irving Langmuir en 1919, como el átomo del
octeto cúbico. La figura a continuación muestra las estructuras de
los elementos de la segunda fila de la tabla periódica.

12. MODELO ATÓMICO CUBICO
Aunque el modelo del átomo cúbico se abandonó pronto en favor
del modelo mecánico cuántico basado en la ecuación de
Schrödinger, y es por tanto sólo de interés histórico, representó un
paso importante hacia el entendimiento del enlace químico. El
artículo de 1916 de Lewis también introdujo el concepto del par de
electrones en el enlace covalente, la regla del octeto, y la ahora
llamada estructura de Lewis.

13. 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.

14. De acuerdo con este nuevo modelo,
alrededor del núcleo hay capas o
niveles de energía:
- En la primera capa se sitúan, como
máximo, 2 electrones.
- En la segunda capa se sitúan, como
máximo, 8 electrones.
- En la tercera capa se sitúan, como
máximo, 18 electrones.
N un número entero (n=1, 2, 3, ...) llamado número
cuántico principal, que vale 1 para la primera órbita,
2 para la segunda, etc.

15. LOS NEUTRONES
El neutrón es un componente del núcleo de los
átomos y está formado por dos quarks down y
un quark up. El quark up tiene carga eléctrica
+2/3. Los quarks down tienen cada uno carga
eléctrica -1/3. Por lo cual, los neutrones tienen
carga eléctrica resultante 0. (0 Coulomb)
Los neutrones forman, junto con los protones, los
núcleos atómicos.El neutrón interactúa con los
protones a través de la fuerza nuclear fuerte,
pero sin repulsión electromagnética, puesto que
su carga eléctrica es cero.

16. 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.

17. ESTRUCTURA CRISTALINA
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):

18. ESTRUCTURA CRISTALINA
Estructura cristalina cubica centrada en el cuerpo (BBC)
En esta celda unidad las esferas solidas representan los
centros donde los átomos están localizados e indican
sus posiciones relativas. (Figura1)
ESTRUCTURA CRISTALINA CUBICA CENTRADA EN LAS
CARAS (FCC)
En esta celda unitaria hay un átomo en cada vértice
el cubo y uno en el centro de cada cara.

19. ESTRUCTURA CRISTALINA
ESTRUCTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA (HCP)
Los átomos ocupan los vértices de un prisma hexagonal regular, los
centros de las bases y los centros de los triángulos alternos en que
puede descomponerse la sección intermedia del prisma.

20. ESTRUCTURA CRISTALINA
POSICIONES DEL ATOMO EN LAS CELDAS UNITARIAS
La estructura cristalina exige que muchos metales tengan un
celdilla unidad de geometría cubica con los átomos localizados
en los vértices del cubo y en las caras del cubo.
El sistema cubico posee tres estructuras cristalinas:
· Estructura de red cubica simple (CS)
· Estructura cubica centrada en el cuerpo (BCC)
· Estructura cubica centrada en la cara (FCC)