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 han evolucionado para reflejar este descubrimiento. También describe las principales estructuras cristalinas como la cúbica centrada en las caras y la hexagonal compacta, las cuales definen cómo se empaquetan los átomos en los sólidos.

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)