Ciencias de los materiales Luis Padron 26.716.319 Ing en mtto mecanico

1. “Análisis de estructura electrónica del átomo”
Realizado por:
Luis A. Padrón Ch
C.I: 26.716.319
Ing. en mtto mecánico
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la educación universitaria
Instituto universitario politécnico Santiago Mariño
Cátedra: Ciencia de los materiales
Cabimas, julio del 2017

2. Estructura atómica de los
materiales
Atracciones interatómicas
Comportamiento intermolecular
de los materiales
Acomodamiento atómico

3. Estructura atómica de los materiales
 Cristales iónicos:
Muchos materiales iónicos contienen enlaces iónicos entre aniones y cationes.
Estos materiales iónicos deben tener estructuras cristalinas que aseguran la neutralidad
eléctrica, permitiendo, sin embargo, que iones de tamaños distintos se empaquen con
eficiencia.
 Estructura del cloruro de cesio:
El cloruro de cesio tiene un numero de coordinación igual a ocho, se puede
representar la estructura como simple y cubica con dos iones, uno de Cs y uno de Cl,
asociados con cada punto de red. Esta estructura es posible cuando el anión y el catión
tienen la misma valencia

4.  Estructura del cloruro de sodio
Con base en el equilibrio de cargas, y en la relación de radios para los
iones de sodio y de cloro. Por tanto, con base en el equilibrio de cargas y en
la relación de radios, cada anión y catión debe tener un numero de
coordinación de seis.
La estructura CCC, con los aniones de Cl en las posiciones CCC y los
cationes de Na en los cuatro sitios octaédricos, satisface estos requisitos.
También se puede considerar esta estructura como CCC con dos iones, uno
de Na y otro de Cl, asociados en cada punto de red. Muchos materiales
cerámicos, incluyendo el MgO, CaO y FeO, tienen esta estructura.

5.  Estructura de blenda de zinc
Esta relación de radios exige un numero de coordinación igual a cuatro,
lo que a su vez significa que los iones de azufre se introducen en sitios
tetraédricos en una celda unitaria, como aparece indicado en la celda unitaria
por el pequeño “cubículo”. La estructura CCC, con cationes Zn en los puntos
de red normales y aniones S en la mitad de los sitios tetraédricos pueden
aceptar las restricciones tanto del equilibrio de cargas, como del numero de
coordinación. Una diversidad de materiales, incluyendo el semiconductor
GaAs, tienen esta estructura

6.  Estructura de fluorita
La estructura de fluorita es CCC, con aniones localizados en las ocho
posiciones tetraédricas, Entonces, existen cuatro cationes y ocho aniones por
celda y el compuesto cerámico debe tener la formula Axz, como en el fluoruro
de calcio o CaFz. El numero de coordinación de los iones de calcio es ocho,
pero el correspondiente a los iones de fluoruro es cuatro, asegurando, por
tanto, un equilibrio de las cargas

7.  Enlace covalente
Los materiales con enlace covalente frecuentemente deben tener
estructuras complejas, a fin de satisfacer las restricciones direccionales
impuestas por el tipo de enlace.
 Estructura cubica de diamante
Elementos como el silicio, el germanio y el carbono en su forma de
diamante están unidos por cuatro enlaces covalentes y producen un
tetraedro. El numero de coordinación para cada átomo de silicio es solamente
de cuatro, en razón a la naturaleza del enlace covalente.

8.  Sílice cristalino
En algunas de sus formas, el sílice, tiene una estructura cerámica
cristalina que es parte covalente y parte iónica, Los radios iónicos del silicio y
del oxigeno son 0.042nm y 0.132nm respectivamente, por lo que el numero
de coordinación es 4.

9.  Polímeros cristalinos
Un cierto numero de polímeros pueden formar una estructura cristalina.
Este se obtiene uniendo moléculas C2H4 para producir largas cadenas de
polímeros que forman una celda unitaria ortorrómbica, Algunos polímeros,
incluyendo el nylon, pueden tener varias formas poliformicas.

10. Atracciones interatómicas
 Gases nobles:
Las propiedades químicas de los átomos de los elementos dependen
principalmente de la reactividad de sus electrones mas externos. Los gases
nobles son los mas estables y menos reactivos de todos los elementos.
Con la excepción del helio, que tiene una configuración electrónica 1s2, la capa
exterior de los otros gases nobles (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) tiene una configuración
electrónica s2p6. Esta configuración s2p6 para la capa mas externa dota de
una alta estabilidad química, como se ha puesto de manifestó en la relativa
inactividad química de los gases nobles para reaccionar con otros átomos.

11. Comportamiento intermolecular de los materiales
 Fuerzas intermoleculares:
La temperatura de ebullición de una sustancia se define como la
temperatura a la que dicha sustancia cambia del estado líquido al gaseoso. Si
la presión ambiente es de 1 atmósfera, se la denomina temperatura de
ebullición normal. Cada sustancia pura tiene una temperatura de ebullición
característica, y esta será mayor cuanto mayor sea la energía de interacción
entre las partículas del líquido.
Por otra parte, la temperatura de fusión de una sustancia es la
temperatura a la que una sustancia sólida pasa al estado líquido. La
temperatura de fusión también depende de la presión atmosférica, pero las
variaciones son menores que en el caso de la temperatura de ebullición. Su
valor dependerá también de la fuerza de las interacciones entre las partículas.
La simulación cambios de estado permite observar los cambios
macroscópicos y microscópicos que ocurren durante los cambios de estado
para el agua.

12. Acomodamiento atómico
 Factor de empaquetamiento en organizaciones atómicas de sistemas
cristalinos:
La relación que hay entre volumen de los átomos dentro de una celda
unitaria de un material, suponiendo que estos son esferas del mismo
diámetro, y el volumen de la celda unitaria calculando en función del radio
atómico. Como resultado se obtiene un numero adimensional que es un
indicador de que tan solido o compacto es el arreglo de átomos de un
material, situación que es decisiva en las propiedades mecánicas de los
materiales.