Estructura atómica de los materiales, Atracciones Inter-atómicas; comportamiento intermolecular de los materiales y Acomodamiento atómico.

1. CIENCIAS DE LOS MATERIALES
Estructura atómica de los materiales
Realizado Por:
* Br. Yelieska Méndez
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión San Cristóbal

2. El estudio de la estructura atómica de la materia sirve para explicar
las propiedades de los materiales. La materia está compuesta por
átomos, que a efectos prácticos partículas esféricas de muy
pequeño tamaño.
Átomo: (del latín atomus) es la unidad mas pequeña de un
elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y
que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Los átomos están formados por un
núcleo, de tamaño reducido y cargado
positivamente, rodeado por una nube
de electrones, que se encuentran en la
corteza.
ESTRUCTURA ATÓMICA DE LOS MATERIALES

3. ELECTRÓN
Es una partícula elemental con carga eléctrica negativa igual a 1,602 · 10-
19 Coulomb y masa igual a 9,1093 · 10-28 g, que se encuentra formando parte de
los átomos de todos los elementos.
NEUTRÓN
Es una partícula elemental eléctricamente neutra y masa ligeramente superior a la
del protón (mneutrón=1.675 · 10-24 g), que se encuentra formando parte de los
átomos de todos los elementos.
PROTÓN
Es una partícula elemental con carga eléctrica positiva igual a 1,602 · 10-
19 Coulomb y cuya masa es 1837 veces mayor que la del electrón (mprotón=1.673 ·
10-24 g). La misma se encuentra formando parte de los átomos de todos los
elementos.

4. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
En el período 1803-1808, Jonh
Dalton, utilizó dos leyes
fundamentales de las
combinaciones químicas, es decir:
* La "Ley de conservación de la
masa, donde la masa total de las
sustancias presentes después de
una reacción química es la misma
que la masa total de las
sustancias antes de la reacción.
* La "Ley de composición
constante”, en las que todas las
muestras de un compuesto tienen
la misma composición, es decir,
las mismas proporciones en masa
de los elementos constituyentes
como base de una teoría atómica.

5. MODELOATÓMICODETHOMSON
Los experimentos de Thomson sobre los
rayos catódicos en campos magnéticos y
eléctricos dieron pie al descubrimiento
del electrón he hizo posible medir la
relación entre su carga y su masa; el
experimento de gota de aceite de
Millikan proporcionó la masa del electrón;
el descubrimiento de la radioactividad (la
emisión espontánea de radiación por
átomos) fue una prueba adicional de que
el átomo tiene una subestructura.
Una vez considerado el electrón como
una partícula fundamental de la materia
existente en todos los átomos, los físicos
atómicos empezaron a especular sobre
cómo estaban incorporadas estas
partículas dentro de los átomos.

6. 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:
* 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.
* El átomo posee un núcleo central
pequeño, con carga eléctrica positiva,
que contiene casi toda la masa del
átomo.
MODELOATÓMICODERUTHERFORD

7. MODELOATÓMICO DE BOHR
La estructura electrónica de un átomo
describe las energías y la disposición de
los electrones alrededor del átomo.
Gran parte de lo que se conoce acerca
de la estructura electrónica de los
átomos se averiguó observando la
interacción de la radiación
electromagnética con la materia.
Sabemos que el espectro de un
elemento químico es característico de
éste y que del análisis espectroscópico
de una muestra puede deducirse su
composición.
El origen de los espectros era
desconocido hasta que la teoría atómica
asoció la emisión de radiación por parte
de los átomos con el comportamiento
de los electrones, en concreto con la
distancia a la que éstos se encuentran
del núcleo.

8. ATRACCIONES INTERATÓMICAS
Este tipo de enlaces se da entre átomos de dos o más elementos, este tipo
de enlaces a su vez se divide en tres tipos diferentes, cada uno con
propiedades diferentes a los otros, estos son:
* Enlace iónico
Este tipo de enlace se da entre un elemento metal y un no metal, en él, el
elemento metal cede electrones al no metal, con esto el no metal llena su
ultimo orbital y el metal queda con su ultimo orbital completo, con esto,
ambos alcanzan la estabilidad.
Características de los compuestos formados por enlaces iónicos:
•Son sólidos
•Son buenos conductores del calor y la electricidad
•Tienen altos puntos de fusión y ebullición
•Se disuelven fácilmente en agua.

9. * Enlace covalente
Este tipo de enlace se da entre elementos no metales, en el los átomos lo
forman comparten los electrones de su ultimo orbital con los otros átomos
para que así alcancen la estabilidad. En este tipo de enlace, los átomos no
ganan ni pierden electrones, solo los comparten.
Características de los compuestos formados por enlaces covalentes:
•Se pueden presentar en cualquier estado de agregación de la materia.
•Son malos conductores del calor y la electricidad.
•Tienen puntos de fusión y ebullición relativamente bajos.
•Son solubles en diversos solventes pero no en el agua.

10. * Enlace metálico
Este tipo de enlace se da solo entre metales, por medio de este, se
mantienen unidos dos o mas metales entre sí. En este tipo de enlace,
al igual que en el enlace covalente, los átomos que lo forman
comparten sus electrones de valencia para alcanzar la estabilidad.
Características de los compuestos formados por enlaces metálicos:
•Suelen ser sólidos, excepto el mercurio.
•Son excelentes conductores del calor y la electricidad.
•Sus puntos de ebullición y de fusión son muy variados.
•Presentan brillo.

11. FUERZAS INTERATÓMICAS E INTERMOLECULARES
La afinidad: Corresponde a la principal fuerza interatómica, por medio de esta
fuerza los átomos de una misma molécula se mantienen unidos entre sí. El
carbono y el oxígeno se combinan fácilmente y es debido a esta fuerza de
afinidad. Entre las principales fuerzas intermoleculares tenemos: la cohesión y
la adhesión o adherencia.
Cohesión: Es la fuerza que mantiene unidas entre sí las moléculas de un
mismo cuerpo; recordemos que todos los cuerpos están conformados por
materia y ésta a su vez por moléculas, las cuales permanecen unidas por la
mencionada fuerza. Como ejemplo tenemos la viscosidad de los líquidos. Los
aceites tienen u ofrecen resistencia a fluir debido a que sus moléculas tienden
a permanecer unidas por su mayor fuerza de cohesión.
Adhesión: Es la fuerza que mantiene unidas entre sí las moléculas de dos
cuerpos diferentes. Como ejemplo tenemos el papel cuando se pone en
contacto con un líquido, el líquido se impregna en el papel, se adhiere o se
pega gracias a la fuerza de adhesión.

12. En cristalografía, el factor de empaquetamiento atómico FEA (Por sus siglas en inglés
Atomic Packing Factor, APF) 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, 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.
CRISTALOGRAFÍA