Estructura Atómica de los Materiales

1. República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio de Poder Popular para la Educación Superior.
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Esc. Ing. Química N° 49
Diciembre, 2016
Integrante:
Navas Smith, Ivana M.
C.I: 26.437.097
Estructura
Atómica

2. ESTRUCTURA ATÓMICA
El Átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las
propiedades de un elemento químico. Consta esencialmente de tres partículas
sub-atómicas fundamentales

3. ESTRUCTURA ATÓMICA
Electrón: Se conoce como la partícula esencial más liviana
que compone un átomo y que presenta la menor carga
posible en lo referente a la electricidad negativa.
Protón: es una partícula subatómica con una carga eléctrica
elemental positiva y una masa 1.836 veces superior a la de
un electrón.
Neutrón: Se encuentra en el núcleo. Su masa es casi igual
que la del protón. No posee carga eléctrica.

4. ESTRUCTURA ATÓMICA
Los átomos están formados por un núcleo de tamaño reducido, este
posee casi la totalidad de la masa del átomo mientras que la nube
de electrones da el tamaño o volumen. Los electrones son los que
dan a los elementos y materiales la mayoría de las propiedades
mecánicas, eléctricas, químicas, etc., por lo tanto conocer la
estructura atómica es esencial para entender el comportamiento de
los materiales de ingeniería.
Si se conocen los átomos y como están estructurados, es posible
determinar el material y sus propiedades cualitativamente y
cuantitativamente. Todos los átomos de un elemento químico tienen
en el núcleo el mismo numero de protones, este numero caracteriza
a cada elemento y lo distingue de los demás, es el numero atómico
(Z).

5. MODELOS ATÓMICOS
La imagen del átomo
expuesta por John Dalton
en 1808, en su teoría
atómica, para explicar las
leyes clásicas de la
química , es la de
minúsculas partículas
esféricas, indivisibles e
inmutables,
iguales entre sí en cada
elemento químico.

6. MODELOS ATÓMICOS
J.J. Thomson 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.

7. MODELOS ATÓMICOS
Rutherford 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.

8. MODELOS ATÓMICOS
En 1913 Bohr propuso un nuevo
modelo atómico, según el cual los
electrones giran alrededor del
núcleo en unos niveles bien
definidos. Bohr establece así, que
los electrones solo pueden girar
en ciertas órbitas de radios
determinados. Estas órbitas son
estacionarias, en ellas el electrón
no emite energía: la energía
cinética del electrón equilibra
exactamente la atracción
electrostática entre las cargas
opuestas de núcleo y electrón.

9. ATRACCIONES
INTERATÓMICAS
Enlace Iónico: se produce cuando átomos de elementos metálicos se
encuentran con átomos no metálicos En este caso los átomos del metal ceden
electrones a los átomos del no metal, transformándose en iones positivos y
negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se
atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando
lugar a un compuesto iónico.

10. ATRACCIONES
INTERATÓMICAS
Los enlaces covalentes son las
fuerzas que mantienen unidos entre
sí los átomos no metálicos. Estos
átomos tienen muchos electrones en
su nivel más externo (electrones de
valencia) y tienen tendencia a ganar
electrones más que a cederlos, para
adquirir la estabilidad de la estructura
electrónica de gas noble. Por tanto,
los átomos no metálicos no pueden
cederse electrones entre sí para
formar iones de signo opuesto.

11. ATRACCIONES
INTERATÓMICAS
Un enlace metálico es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión
entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de
éstos como una nube) de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma
muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas.
En este tipo de estructura cada átomo metálico está dividido por otros doce
átomos (seis en el mismo plano, tres por encima y tres por debajo). Además,
debido a la baja electronegatividad que poseen los metales, los electrones de
valencia son extraídos de sus orbitales. Este enlace sólo puede estar en
sustancias en estado sólido.

12. COMPORTAMIENTO
INTERMOLECULAR DE LOS
MATERIALES
El comportamiento molecular
dependen del equilibrio de
las fuerzas que unen o
separan las moleculas, entre
las diversas fuerzas de orden
intermoleculares que
mantienen unidos a los
atomos dentro de la
molecula y mantener la
estabilidad de las moleculas
individuales, tenemos:
Fuerza de Orientación
Fuerza de Dispersión
Fuerza de Inducción

13. COMPORTAMIENTO
INTERMOLECULAR DE LOS
MATERIALES
Este tipo de interacción aparece
solamente entre moléculas polares.
Además, son proporcionales a los
valores de los momentos dipolares de
las moléculas. Esta interacción se
produce por las atracciones
electrostáticas que se producen entre la
zona cargada negativamente de una
molécula y la positiva de otra, lo que
provoca que las moléculas se vayan
orientando unas con respecto a otras.
Fuerza de Orientación

14. COMPORTAMIENTO
INTERMOLECULAR DE LOS
MATERIALES
Son fuerzas muy débiles, aunque aumentan con el número de electrones de la
molécula.
Todos los gases, incluyendo los gases nobles y las moléculas no polares, son
susceptibles de ser licuados. Por ello deben de existir unas fuerzas atractivas entre
las moléculas o átomos de estas sustancias, que deben ser muy débiles, puesto que
sus puntos de ebullición son muy bajos.
Para visualizar la situación física, se puede considerar un átomo de gas noble. La
distribución electrónica alrededor del núcleo positivo es esférica, de manera que no
hay momento dipolar neto; pero, como los electrones están en movimiento, puede
haber en cualquier instante un desbalance de la distribución electrónica en el átomo.
Fuerza de Dispersión

15. COMPORTAMIENTO
INTERMOLECULAR DE LOS
MATERIALES
Fuerzas de inducción (dipolo-dipolo
inducido). Donde una molécula polar
induce un dipolo en otra molécula
no polar; originándose, de esta
forma, la atracción electrostática.
Fuerza de Inducción

16. ACOMODAMIENTO
ATÓMICO
En cristalografía, el factor de empaquetamiento atómico (FEA), es la fracción de
volumen en una celda unidad que está ocupada por átomos. Este factor es
adimensional. Para propósitos prácticos, el FEA de una celda unidad se determina
asumiendo que los átomos son esferas rígidas. Con respecto a cristales de un
componente (los que contienen un tipo de átomo único), el FEA se representa
matemáticamente por:
donde Nátomos es el número de átomos en la celda unidad, Vátomo es el volumen
de un átomo, y Vcelda unidad es el volumen ocupado por la celda unidad.
Matemáticamente se puede probar que, para estructuras de un componente, el
valor del FEA del arreglo más denso de átomos es de alrededor de 0.74. En
realidad, debido a factores intermoleculares específicos, esta cifra puede ser
mayor. Referente a estructuras de componentes múltiples puede exceder el 0.74.

17. ACOMODAMIENTO
ATÓMICO