Informe acerca de la estructura atómica de los materiales

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN C.O.L. – SEDE CABIMAS
ESTRUCTURA ATÓMICA DE MATERIA
AUTORES:
BR. SAMUEL DE LA CRUZV-26.318.137
BR. RAFAEL RUZ V-25.952.324
BR. JOSE PAEZ V-25.690.021
DOCENTE DE LA ASIGNATURA:
JAIME ZERPA
CABIMAS, MARZO 2017

2. ESTRUCTURA ATÓMICA DE MATERIA
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 se considerarán partículas esféricas de 10-10m de tamaño.
El átomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible) es la unidad
más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus
propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Los modelos atómicos establecen que en el átomo se distinguen dos partes:
el núcleo y la corteza:
- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga
positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, los
neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un
neutrón.
- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los
electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles,
giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces
menor que la de un protón.
En condiciones normales los átomos son eléctricamente neutros, debido a
que tienen igual número de protones que de electrones.
El número atómico es la cantidad de protones que posee el núcleo de un
átomo. Debe ser un número entero. Se denomina "atom" a un átomo de un
elemento determinado, debido a que en su núcleo existe esa cantidad
determinada de "protones".
Como cada protón y neutrón pesa una unidad, el peso de un átomo será la
suma de ambos. En consecuencia, los pesos atómicos serán todos números
enteros, o sencillamente la cantidad de partículas (tanto neutrones como
protones) del núcleo.

3. La masa atómica relativa de un elemento es la masa en gramos de 6.023 ×
1023 átomos (número de Avogadro NA) de ese elemento.
La masa atómica de un elemento es la que corresponde al promedio de las
masas de sus distintos isótopos según las abundancias relativas naturales de
estos en dicho elemento. Hay que tener en cuenta las masas de los distintos
isótopos y sus porcentajes en la naturaleza.
ATRACCIONES INTER-ATÓMICAS
El enlace químico entre átomos ocurre debido a la disminución neta de la
energía potencial de los átomos en estado enlazado. Esto significa que los
átomos en estado enlazado están en condiciones energéticas más estables que
cuando están libres. En general, los enlaces químicos entre los átomos pueden
dividirse en dos grupos: primarios (enlaces fuertes) y secundarios (enlaces
débiles).
• Enlaces atómicos primarios:
Los enlaces atómicos primarios, en los cuales intervienen grandes fuerzas
interatómicas, pueden subdividirse en las tres clases siguientes:
1. Enlaces iónicos: En este tipo de enlace intervienen fuerzas interatómicas
relativamente grandes debidas a la transferencia de un electrón de un
átomo a otro produciéndose iones que se mantienen unidos por fuerzas
culombianas (atracción de iones cargados positiva y negativamente). El
enlace iónico es un enlace no direccional relativamente fuerte.
Los enlaces iónicos pueden formarse entre elementos muy
electropositivos (metálicos) y elementos muy electronegativos (no metálicos).
En el proceso de ionización, los electrones se transfieren desde los átomos
de los elementos electropositivos a los átomos de los elementos
electronegativos, produciendo cationes cargados positivamente y aniones
cargados negativamente. Las fuerzas iónicas de enlace son debidas a la

4. fuerza de atracción electrostática o culombiana entre iones con carga
opuesta. Los enlaces iónicos se forman entre iones con cargas opuestas
porque se produce una disminución neta de la energía potencial para los
iones enlazados.
Las sustancias iónicas no se presentan de forma molecular, sino que, a
fin de estabilizarse energéticamente, aparecen formando entramados
cristalinos que se denominan redes, las cuales están constituidas por iones
de signo opuesto, ocasionando un orden en el espacio.
2. Enlaces covalentes: Corresponden a fuerzas interatómicas
relativamente grandes creadas cuando se comparten electrones para
formar un enlace con una dirección localizada.
Mientras el enlace iónico incluye átomos muy electropositivos y
electronegativos, el enlace covalente se forma entre átomos con pequeñas
diferencias de electronegatividad y ubicados muy próximos en la tabla
periódica. En el enlace covalente, los átomos generalmente comparten sus
electrones externos s y p con otros átomos, de modo que cada átomo alcanza
la configuración electrónica de gas noble. En un enlace covalente sencillo,
cada uno de los dos átomos contribuye con un electrón a la formación del par
de electrones del enlace y las energías de los dos átomos asociadas con el
enlace covalente decrecen (son más estables) como consecuencia de la
interacción de los electrones. En el enlace covalente pueden formarse
enlaces múltiples de pares de electrones por un átomo consigo mismo o con
otros átomos.
El caso más sencillo de enlace covalente se da en la molécula de
hidrógeno, en la cual dos átomos de hidrógeno aportan sus electrones 1s1
para formar un par de electrones unidos por enlace covalente:
3. Enlaces metálicos: Implican fuerzas interatómicas relativamente
grandes creadas cuando se comparten electrones en forma deslocalizada
para formar un enlace fuerte no direccional entre los átomos.

5. Se presenta en los metales sólidos. En los metales en estado sólido, los
átomos están ordenados relativamente muy juntos en una ordenación
sistemática o estructura cristalina. En esta estructura los átomos están tan
juntos que sus electrones externos de valencia son atraídos por los núcleos
de sus numerosos vecinos.
Los átomos en un enlace metálico sólido se mantienen juntos mediante
este enlace para lograr un estado de más baja energía (o más estable). Para el
enlace metálico no hay restricciones sobre pares electrónicos como en el
enlace covalente, ni restricciones sobre la neutralidad de carga como en el
enlace iónico. En el enlace metálico los electrones de valencia más externos de
los átomos son compartidos por muchos átomos circundantes y de este modo,
en general, el enlace metálico es no direccional.
Cuando los átomos metálicos se unen y comparten los electrones de
valencia para formar un sólido cristalino, la energía total de los átomos por
separado se ve reducida por el propio proceso de enlace.
• Enlaces atómicos secundarios y moleculares:
Los enlaces secundarios son relativamente débiles en relación con los
primarios y tienen energías de sólo entre 4 y 42 kJ/mol (1 a 10 kcal/mol). La
fuerza motriz para la formación del enlace secundario es la atracción de los
dipolos eléctricos contenidos en los átomos o en las moléculas. Los dipolos
eléctricos se crean en los átomos o en las moléculas cuando existen centros
con cargas positiva y negativa. Estos enlaces pueden dividirse en:
1. Enlaces de dipolo permanente
Corresponden a enlaces intermoleculares relativamente débiles que se
forman entre moléculas que tienen dipolos permanentes. El dipolo en una
molécula existe debido a la asimetría en la distribución de su densidad
electrónica.
2. Enlaces dipolares variables

6. Entre los átomos puede formarse un enlace dipolar muy débil debido a
la distribución asimétrica de las densidades electrónicas alrededor de sus
núcleos. A este tipo de enlaces se les llama variables debido a que la
densidad electrónica continuamente cambia con el tiempo.
COMPORTAMIENTO INTERMOLECULAR DE LOS MATERIALES
Las Fuerzas Intermoleculares, son fuerzas de atracción y repulsión entre
las moléculas. El comportamiento molecular depende en gran medida del
equilibrio (o falta de él) de las fuerzas que unen o separan las moléculas. Las
fuerzas de atracción explican la cohesión de las moléculas en los estados
líquido y sólido de la materia, estas fuerzas son las responsables de muchos
fenómenos físicos y químicos como la adhesión, rozamiento, difusión, tensión
superficial y la viscosidad. Existen varios tipos de interacciones:
• Fuerzas de orientación
• Fuerzas de dispersión
• Fuerzas de inducción
• Fuerzas de orientación (aparecen entre moléculas con momento
dipolar diferente)
• Fuerzas de dispersión (aparecen en tres moléculas apolares)
• Fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en una
molécula apolar una separación de cargas por el fenómeno de
inducción electrostática)
ACOMODAMIENTOS ATÓMICOS
Se llama cristales a los acomodamientos atómicos repetitivos en las tres
dimensiones. Esta repetición de patrones tridimensionales se debe a la
coordinación atómica dentro del material, algunas veces este patrón controla la
forma externa del cristal. El acomodamiento atómico interno persiste, aunque la

7. superficie externa se altere. Los acomodamientos cristalinos pueden tomar uno
de siete principales patrones de acomodamiento cristalino. Estos están
estrechamente relacionados con la forma en la que se puede dividir el espacio
en iguales volúmenes por superficies planas de intersección.
• Cristales Cúbicos: Los átomos pueden acomodarse en un patrón cúbico
con tres diferentes tipos de repetición: cúbico simple (cs), cúbico de
cuerpos centrados (ccc), y cúbico de caras centradas (ccac).
• Cúbico simple: Es hipotética para metales puros, pero representa un
buen punto de partida. Además de las tres dimensiones axiales a iguales
y los ejes en ángulos rectos, hay posiciones equivalentes en cada celdilla.
Cada celdilla tiene contornos idénticos al centro a los de todas las celdillas
unitarias en el cristal. Del mismo modo, cualquier posición específica es
idéntica en todas las celdillas unitarias.
• Cúbica de caras centradas: Este tipo de estructura se caracteriza por
que en la esquina de cada celdilla unitaria y en centro de cada cara hay
un átomo, pero no hay ninguno en el centro del cubo.
• Cúbico de cuerpos centrados: Cada celdilla unitaria tiene un átomo en
cada vértice del cubo y otro átomo en el centro del cuerpo del cubo.

8. REFERENCIAS WEB
https://es.slideshare.net/nathysramirez/estructura-atmica-de-los-materiales-
42242347
https://es.slideshare.net/andresmarquez12327608/estructura-atmica-de-los-
materiales-42278848
https://es.slideshare.net/EduardoAGarciaC/estructura-atmica-de-los-materiales-
42067059