El documento resume conceptos fundamentales sobre la estructura atómica de la materia, incluyendo la composición del átomo, los orbitales atómicos, los enlaces químicos entre átomos (iónicos, covalentes y metálicos), las fuerzas intermoleculares y la estructura cristalina de los sólidos.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Superior
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
San Cristóbal, Estado Táchira
Elaborado por:
María Gabriela Pérez
Moreno
CI: 20.288.932
Ingeniería Industrial
Tecnología de los
Materiales
San Cristóbal, 30 de Enero
2018

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 se
considerarán partículas esféricas de 10-10m de tamaño.
Los orbitales atómicos representan la probabilidad
estadística de que los electrones ocupen diversos puntos en el
espacio. Salvo por los electrones más internos de los átomos,
las formas de los orbitales no son esféricas. Hasta hace poco
sólo se podía imaginar la existencia y la forma de estos
orbitales, dado que no se contaba con pruebas experimentales
Recientemente, los científicos han podido crear imágenes
tridimensionales de estos orbitales, empleando para ello una
combinación de técnicas de difracción de rayos X y
microscopia electrónica.
“(© Tom Pantages adaptación/por cortesía del profesor J.
Spence)”

3. Los átomos constan principalmente de tres partículas
subatómicas: protones, neutrones y electrones El núcleo constituye casi
toda la masa del átomo y contiene protones y neutrones. El neutrón es
Ligeramente más pesado que el protón y El electrón tiene una masa
relativamente pequeña. 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.
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.

4. 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.
Modelo Atómico Modelo de Bohr El modelo de Bohr presenta
limitaciones significativas, no sirve para explicar varios de los fenómenos
en los cuales están involucrados electrones. Las deficiencias del modelo
de Bohr fueron suplidas por el modelo atómico de la mecánica cuántica.
En este modelo el electrón presenta características tanto de onda como
de partícula. El electrón ya no es considerado como una partícula que se
mueve en un orbital discreto. Su posición pasa a ser considerada como
la probabilidad de encontrar un electrón en un lugar próximo del núcleo.
Distribución electrónica: (a)Modelo atómico de Bohr (b)Mecánica
cuántica .

5. Es un esquema que incluye a los elementos químicos
dispuestos por orden de número atómico creciente y en una
forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos
están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas
periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. El
primer periodo (la primera hilera), que contiene dos elementos,
el hidrógeno y el helio, y los dos periodos siguientes, cada uno
con ocho elementos, se llaman periodos cortos. Los periodos
restantes, llamados periodos largos, contienen 18 elementos en
el caso de los periodos 4 y 5, o 32 elementos en el del periodo 6.
Las propiedades químicas de los átomos de los
elementos dependen principalmente de la reactividad de sus
electrones más externos. Los más estables y menos reactivos
de todos los elementos son los gases nobles. La configuración

6. ENLACES ATÓMICOS: El enlace químico entre átomos tiene lugar
debido a la disminución neta de la energía potencial de los mismos en
estado enlazado. Esto significa que los átomos en estado enlazado se
encuentran en unas condiciones energéticas más estables que cuando
están libres. los enlaces químicos entre átomos pueden dividirse en
enlaces iónicos, covalentes y metálicos
Las energías potenciales de atracción y las
correspondientes fuerzas son causa de los diversos tipos de enlaces
químicos entre los átomos que son diferencia principal entre las
diversas familias de materiales. Entre ellas tenemos:
Enlaces Iónicos Enlaces
Metálico
Enlaces
Covalente

7. Enlace iónico: Es el que se recibe en las uniones de átomos
de diferente electronegatividad que son por principio donadores y
aceptores de electrones, respectivamente. En este proceso de
ionización, los electrones del metal son transferidos al del no metal con
lo que se alcanza mayor estabilidad, mínima energía libre.
Enlace covalente: se produce cuando estos átomos se unen,
para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último
nivel1​(excepto el Hidrógeno que alcanza la estabilidad cuando tiene 2
electrones). La diferencia de electronegatividad entre los átomos no es
lo suficientemente grande como para que se produzca una unión de tipo
iónica. Para que un enlace covalente se genere es necesario que la
diferencia de electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7.

8. Enlace metálico: está formado de los átomos de igual o
parecida electronegatividad de carga positiva, por lo tanto las fuerzas
son interatómicas relativamente grandes. La característica principal es
que los electrones de valencia no están asociados a cada átomo sino
que forman parte del conjunto de electrones cedidos por el conjunto de
átomos, nube electrónica.
Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión
entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan
alrenube) de los metales entre sí.

9. El comportamiento molecular depende del Fuerza de orientación
equilibrio (o falta de él) de las fuerzas que unen o separan las moléculas,
entre las diversas fuerzas de orden intermoleculares que mantienen
unidos los átomos dentro de la molécula y mantener la estabilidad de las
moléculas individuales, tenemos: fuerza de dispersión Fuerza de
Atracción y fuerza de orientación.
Fuerza de orientación: aparecen entre moléculas con momento dipolar
diferente) - Fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en
una molécula apolar una separación de cargas por el fenómeno de
inducción electrostática).

10. Fuerzas de dispersión (aparecen en tres moléculas apolares): las
fuerzas de dispersión de London son un tipo de fuerza intermolecular,
denominadas así por el físico alemán Fritz London, quien las investigó
en 1930. Surgen entre moléculas no polares, en las que pueden
aparecer dipolos instantáneos.

11. Fuerza de Atracción: se definen como fuerzas intermoleculares o
fuerzas de van de Waals. Estas pueden dividirse en tres grupos: las
debidas a la existencia de dipolos permanentes, las de enlace de
hidrógeno y las debidas a fenómenos de polarización transitoria
(fuerzas de London)

12. La estructura física de los sólidos es consecuencia de la
disposición de los átomos, moléculas e iones en el espacio, así
como de las fuerzas de interconexión entre los mismos. Si esta
distribución espacial se repite, diremos del sólido que tiene
estructura cristalina. Los metales, aleaciones y determinados
materiales cerámicos tienen estructura cristalina. Existen siete
sistemas cristalinos diferentes y catorce retículos espaciales
diferentes, denominados redes de Bravais. Se diferencia tres
estructuras: BCC. Cúbica centrada en el cuerpo (ferrita, Cr, V, K)
FCC. Cúbica centrada en las caras (austenita, Au, Ag, Cu, Al) HCP.
Hexagonal compacta (Zn , Cd, Mg)