modelos y teorías atómicos, estructura cristalina

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO
CATEDRA: CIENCIA DE LOS MATERIALES
CARRERA: 49
REALIZADO POR:
Grecia Sayago. C.I: 20.123185
MARACAIBO, MAYO DEL 2016
Los Átomos y estructura cristalina

2. El Átomo
Definimos átomo como
la partícula más pequeña en que
un elemento puede ser
dividido sin perder sus
propiedades químicas. Aunque el
origen de la palabra átomo
proviene del griego, que significa
indivisible, los átomos están
formados por partículas aún más
pequeñas, las partículas
subatómicas
Generalmente,
estas partículas
subatómicas con las que
están formados los átomos
son tres: los electrones, los
protones y los neutrones.
Lo que diferencia a un
átomo de otro es la
relación que se establecen
entre ellas.

3. Partículas que conforman el átomo

4. Historia del átomo
Los griegos.
Desde el siglo quinto antes de
Cristo, cuando ya se conocían el
cobre, el bronce, el hierro, el oro y la
plata, en Grecia empezaron, en
forma teórica y especulativa, a
explorarse ideas que tendrían
fuertes implicaciones sobre el
ulterior avance de la humanidad
como tal. De esta forma y alrededor
del año 440 a.C., Leucipo de Mileto
propone el concepto del átomo.
Él junto con su pupilo Demócrito de
Abdera (460-371 a.C.), postulan una
serie de preceptos (cinco) sobre
partículas diminutas que
teóricamente constituían la materia.
A esas partículas las llamaron
átomos. La palabra átomo se deriva
de la palabra griega ατoμε que
significa indivisible, donde el prefijo
“a” significa “no” y la palabra
“tomos” significa cortar, no
divisible.
Demócrito cita a Leucipo: ‘Los atomistas sostienen que la
división se detiene cuando alcanza las partículas indivisibles y
no sigue indefinidamente’

5. MODELOS Y TEORIAS
ATOMICAS

6. MODELOS ATOMICOS
Modelo atómico de Dalton
Introduce la idea de la discontinuidad de la materia, es decir, ésta es la primera
teoría científica que considera que la materia está dividida en átomos (dejando aparte a
precursores de la Antigüedad como Demócrito y Leucipo, cuyas afirmaciones no se
apoyaban en ningún experimento riguroso).
Los postulados básicos de esta teoría atómica son:
1. La materia está dividida en unas partículas indivisibles e inalterables, que se denominan
átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa e
iguales propiedades).
3. Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y distintas propiedades.
4. Los compuestos se forman cuando los átomos se unen entre sí, en una relación
constante y sencilla.

7. El modelo atómico de Thomson, también llamado “budín de pasas”, fue propuesto
por joseph John Thomson en 1897. El físico británico Thomson, descubrió el electrón, al
deducir que los rayos catódicos estaban formados por partículas negativas. Dedujo que los
rayos catódicos no estaban cargados, ni eran átomos, así que eran fragmentos de átomos, o
partículas subatómicas, a estas partículas les dio el nombre de electrones. A Thomson también
se le atribuye el descubrimiento de los isótopos, así como el invento del espectrómetro de
masa
MODELOS ATOMICOS
El modelo atómico de Thomson

8. introduce el modelo planetario,
que es el más utilizado aún hoy en día.
Considera que el átomo se divide en:
· Un núcleo central, que contiene los protones
y neutrones (y por tanto allí se concentra toda la
carga positiva y casi toda la masa del átomo).
· Una corteza, formada por los electrones, que
giran alrededor del núcleo en órbitas circulares,
de forma similar a como los planetas giran
alrededor del Sol.
Los experimentos de Rutherford demostraron
que el núcleo es muy pequeño comparado con
el tamaño de todo el átomo: el átomo está
practicamente hueco.
Insuficiencias del modelo de Rutherford:
1- Se contradecía con las leyes del
electromagnetismo de Maxwell, las cuales
estaban ampliamente comprobadas mediante
numerosos datos experimentales. Según las
leyes de Maxwell, una carga eléctrica en
movimiento (como es el electrón) debería emitir
energía continuamente en forma de radiación,
con lo que llegaría un momento en que el
electrón caería sobre el núcleo y la materia se
destruiría; esto debería ocurrir en un tiempo muy
breve.
2- No explicaba los espectros atómicos.
MODELOS ATOMICOS

9. Bohr estableció tres postulados:
El electrón no puede girar en cualquier
órbita, sino sólo en un cierto número de
órbitas estables. En el modelo de
Rutherford se aceptaba un número infinito
de órbitas.
¤ Cuando el electrón gira en estas órbitas
no emite energía.
¤ Cuando un átomo estable sufre una
interacción, como puede ser el imapacto
de un electrón o el choque con otro
átomo, uno de sus electrones puede
pasar a otra órbita estable o ser arrancado
del átomo.
MODELOS ATOMICOS
Modelo atómico de Bohr
El átomo de hidrógeno según el modelo atómico de Bohr
*El átomo de hidrógeno tiene un núcleo con un protón.
* El átomo de hidrógeno tiene un electrón que está girando en la
primera órbita alrededor del núcleo. Esta órbita es la de menor energía.
*Si se le comunica energía a este electrón, saltará desde la primera
órbita a otra de mayor energía. cuando regrese a la primera órbita
emitirá energía en forma de radiación luminosa.

10. En 1924, Louis de Broglie, postuló que los electrones
tenían un comportamiento dual de onda y partícula.
Cualquier partícula que tiene masa y que se mueve a
cierta velocidad, también se comporta como onda.
MODELOS ATOMICOS
Modelos mecánico cuántico
En 1927, Werner Heisenberg, sugiere que es
imposible conocer con exactitud la posición, el
momento y la energía de un electrón. A esto se le llama
"principio de incertidumbre"
En 1927, Erwin Schrödinger, establece una ecuación
matemática que al ser resuelta permite obtener una función
de onda (psi cuadrado) llamada orbital. Esta describe
probabilisticamente el comportamiento de un electrón en el
átomo. Esta función es llamada densidad electrónica e
indica la probabilidad de encontrar un electrón cerca del
núcleo. La probabilidad es mayor mientras más cercana al
núcleo y menor si nos alejamos del núcleo. Con esta teoría
de Schrödinger queda establecido que los electrones no
giran en orbitas alrededor del núcleo como el modelo de
Bohr, sino en volumenes alrrededor del núcleo.

12. Estructura del átomo

13. El Número másico nos indica el número
total de partículas que hay en el núcleo,
es decir, la suma de protones y neutrones.
Se representa con la letra A y se sitúa
como superíndice a la izquierda del
símbolo del elemento. Representa la
masa del átomo medida en uma, ya que
la de los electrones es tan pequeña que
puede despreciarse.
Estructura del átomo
Lo que distingue a unos elementos
químicos de otros es el número de
protones que tienen sus átomos en el
núcleo. Este número se llama Número
atómico y se representa con la letra Z. Se
coloca como subíndice a la izquierda del
símbolo del elemento correspondiente.

14. Estructuras cristalina
Estructura Cristalina: se refiere al
tamaño, la forma y la organización
atómica dentro de la red de un
material.
Red : Conjunto de puntos, conocidos
como puntos de red, que están
ordenados de acuerdo a un patrón que
se repite en forma idéntica.
Puntos de Red : Puntos que conforman la red
cristalina. Lo que rodea a cada punto de red es
idéntico en cualquier otra parte del material

15. Estructuras cristalina
Sin embargo, la materia no siempre es
totalmente ordenada, o totalmente
desordenada, (cristalina o no cristalina),
así que nos podemos encontrar con toda
una degradación contínua del orden
(grados de cristalinidad) en los materiales,
que nos lleva desde los perfectamente
ordenados (cristalinos) hasta los
completamente desordenados (amorfos).
Esta pérdida gradual de orden que se da
en los materiales, es equivalente a lo que
podemos observar en los pequeños
detalles de esta formación gimnástica, que
siendo en cierto modo ordenada, sin
embargo hay unas personas con
pantalones, otras con falda, con posturas
algo distintas o ligeramente desalineados

16. En la estructura cristalina
(ordenada) de los
materiales inorgánicos, los
motivos repetitivos son
átomos o iones enlazados
entre sí, de modo que
generalmente no se
distinguen unidades
aisladas y de ahí su
estabilidad y dureza
(cristales iónicos,
fundamentalmente)
Estructura cristalina de un material
inorgánico: el α-cuarzo
Estructuras cristalina

17. Estructuras cristalina
se distinguen claramente unidades aisladas, es
en los llamados materiales orgánicos, en donde
aparece el concepto de entidad molecular
(molécula), formada por átomos enlazados
entre sí, pero en donde la unión entre las
moléculas, dentro del cristal, es mucho más
débil (cristales moleculares). Son
generalmente materiales más blandos e
inestables que los inorgánicos
Estructura cristalina de un material
orgánico: Cinnamamida
Los distintos modos de empaquetamiento en un
cristal dan lugar a las llamadas fases polimórficas
(fases alotrópicas para los elementos), que
confieren a los cristales (a los materiales)
distintas propiedades. Por ejemplo, de todos son
conocidas las distintas apariencias y propiedades
del elemento químico Carbono, que se presenta
en la Naturaleza en dos formas cristalinas muy
diferentes, el diamante y el grafito:
Grafito (carbono puro)
Diamante (carbono puro)

18. Estructuras cristalina
el grafito es negro, blando y un lubricante
excelente, lo que sugiere que sus átomos
deben estar distribuidos (empaquetados)
de un modo que puedan entenderse sus
propiedades. Sin embargo, el diamante es
transparente y muy duro, por lo que debe
esperarse que sus átomos estén muy
fijamente unidos. En efecto, sus
estructuras sub-microscópicas (a nivel
atómico) dan cuenta de sus diferencias
En el diamante, cada átomo de carbono
está unido a otros cuatro en forma de una
red tridimensional muy compacta
(cristales covalentes), de ahí su extrema
dureza y su caracter aislante. Sin
embargo, en el grafito los átomos de
carbono están distribuidos en forma de
capas paralelas separadas entre sí mucho
más de lo que se separan entre sí los
átomos de una misma capa. Debido a
esta unión tan debil entre las capas
atómicas del grafito, los deslizamientos de
unas frente a otras ocurre sin gran
esfuerzo, y de ahí su capacidad
lubricante, su uso en lapiceros y su
utilidad como conductor.

19. Estructuras cristalina
Grafito, con estructura atómica en láminas
Diamante, con estructura muy compacta

20. Gracias por su atención