1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO
POLITECNICO“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION – PORLAMAR
ASIGNATURA: Tecnología de los materiales
Átomo
&
Estructura Cristalina
Realizado por: Iván Velásquez
C.I: 20.902.962

2. Introducción
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
. La distribución atómica en sólidos cristalinos puede describirse
mediante una red espacial donde se especifican las posiciones
atómicas por medio de una celdilla unidad que se repite y que
posee las propiedades del metal correspondiente.

3. Desarrollo
Átomo: Es la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin
perder sus propiedades químicas.
La parte central del átomo, el núcleo atómico, tiene una carga positiva en la que se
concentra casi toda su masa mientras que en la corteza, alrededor del núcleo
atómico, hay un cierto número de electrones, que son unas partículas cargadas
negativamente.
El núcleo atómico está constituido por protones (con carga positiva) y neutrones (sin
carga), denominados nucleones. La carga total del núcleo atómico (positiva) es igual
a la carga negativa de los electrones, de modo que la carga eléctrica total del átomo
sea neutra.
Hay diferentes clases de átomos, estas diferencias son devidas al número de
protones en el nucleo, y por esto se los clasifica en la tabla periodica de los
elementos, como "elementos químicos. Ejemplo: hidrógeno, oxígeno, carbono, etc.
Los átomos tienen simbolos convencionales, ejemplo: H para el hidrógeno, O para el
oxígeno, C para el carbono, etc.

4. Los Isótopos son un grupo de átomos que presentan igual número atómico
(Z) pero distinto numero másico (A). Los isobaros son aquellos átomos que
presentan distinto número atómico (Z) pero presentan igual número másico
(A). Los átomos isoeléctricos son aquellos que presentan distinto numero
atómico y másico pero presentan igual cantidad de electrones, en esta serie
se pueden encontrar los cationes y aniones como átomos neutros. Los
átomos se unen entre si por los orbitales (compartiendo electrones) para
formar moléculas.
Una división que se hace para su estudio es metales y no metales. Los
metales tienen tendencia a perder electrones de su última capa y forman
iones positivos (cationes); con el oxígeno forman óxidos y con el agua álcalis
y los no metales aceptan electrones en su última capa u orbital y forman
iones negativos, con el oxígeno forman anhídridos y con el agua ácidos.
Estructura: La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un
núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto
conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de
electrones de carga negativa.

5. Núcleo atómico
El núcleo atómico se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos formas:
•Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 10–27 kg y
una masa 1837 veces mayor que la del electrón.
•Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón
(1,67493 10–27 kg).
Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa
igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 10–31 kg.
La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que
contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene
una carga eléctrica neta igual a 0.sss
A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin
modificar su identidad química, transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de
cero.

6. La estructura cristalina: Esta formada por la distribución de átomos, iones o moléculas, es en
realidad la que constituye la base material que forma el cristal. Mientras que la red cristalina
refleja el hecho de que el cristal es periódico y por ello, determina la simetría tratada hasta el
momento, la estructura del cristal no sólo determina su periodicidad, marcada por la red y por la
celda unidad de la misma, sino que determina el motivo, es decir, la parte material constituida por
átomos, iones y moléculas que llenan la citada celda unidad.
Aunque las estructuras cristalinas de gran complejidad se calculan mediante determinados
métodos a partir de las intensidades de las reflexiones de Bragg, en este capítulo se describen
las estructuras de algunos compuestos sencillos de manera que se alcance una comprensión de
ciertos conceptos estructurales elementales.
Un cristal viene definido, en primer lugar, por su composición química y, por tanto, es la
relación estequiometria el factor dominante en una estructura. La influencia de la estequiometria
es evidente, por ejemplo, un cristal de ClNa, por ejemplo, no puede tener, en modo alguno, la
misma estructura que la anhidrita (SO4Ca) o que la calcita (CO3Ca) o que un silicato cualquiera,
puesto que no sólo los átomos que forman estos cristales son diferentes química y físicamente,
sino que sus componentes entran en la fórmula química en relaciones muy distintas.
Cuando las estructuras están formadas por dos o más tipos de átomos unidos por enlace
iónico, puro o combinado con otros (que es lo más frecuente), los poliedros de coordinación
estarán en función de la relación de sus radios. Además, existen ciertos principios generales que
regulan esta coordinación entre iones que son las denominadas Reglas de Pauling.

7. Las estructuras que aquí se consideran, tienen elevadas simetrías, y, frecuentemente son
visualizadas como un conjunto de esferas estrechamente agrupadas. Los cristales compuestos de
moléculas no puede esperarse que tengan estas simetrías elevadas, puesto que las propias
moléculas tienen baja simetría. No obstante, un conocimiento detallado de algunas estructuras
sencillas ilustra en la interpretación de estructuras de sustancias más complicadas.
TIPOS DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS
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.
Estructura cristalina ordenada
En la estructura cristalina (ordenada) de los materiales 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 materiales
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.

8. 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 o iones) 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.
Los metales, las aleaciones y determinados
materiales cerámicos tienen estructuras cristalinas. 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.

9. La celda unitaria de la mayoría de las estructuras cristalinas son paralelepípedos o
prismas con tres conjuntos de caras paralelas. 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,...

10. Conclusión
El concepto moderno (Teoría atómica moderna) que hoy todos
tenemos sobre lo que es un átomo proviene de distintos sectores
de los campos de la física y la química. Las primeras ideas al
respecto surgieron en la Antigua Grecia, desde las ciencias y la
filosofía, que luego se desarrollaron por completo en la química de
los siglos XVIII y XIX. Desde la época de los antiguos griegos
hasta nuestros días, hemos reflexionado profundamente acerca de
qué cosa está hecha la materia.
Hoy sabemos que los átomos son la unidad mínima de una
sustancia, lo que compone toda la materia común y ordinaria. Si
los átomos de una sustancia se dividen, la identidad de esa tal
puede destruirse y cada sustancia tiene diferentes cantidades de
átomos que la componen. A su vez, un átomo está compuesto de
un determinado número de 3 tipos de partículas: los protones, los
neutrones y los electrones.
Ubicándose en la parte central de los átomos (en el núcleo del
átomo) se encuentran los protones y los neutrones, que tienen un
peso mayor que el de los electrones, los cuales se ubican en una
especie de órbita alrededor del núcleo. Los protones y los
neutrones tienen casi que la misma masa y dentro de cada átomo,
existe siempre la misma cantidad de protones y electrones.