conceptualismo de los átomos y modernizacion y evolucion a través de los años y estructura cristalina

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO”
CIENCIAS DE LOS MATERIALES
INGENIERIA DE MANTENIENTO MECANICO
REALIZADO POR:
YHOAN MORENO C.I: 19825371
FACILITADOR O PROFESOR: JULIAN CARNEIRO
PUNTO FIJO, 23/05/2016

2. GUIA DE PRESENTACION
-Teoría Atómica de la Materia
-Modelos Atómicos
-Estructura del Átomo
-Estructura Cristalina

4. MODELOS ATOMICOS
JOHN DALTON: En 1808 Dalton publico
sus ideas sobre el modelo atómico de la
materia , para explicar las leyes de la
química , es la de minúsculas partículas
esféricas e inmutables, iguales entre si en
cada químico

5. JOSSEPH TOMAS 1897:
Demostró que dentro de los
átomos hay unas partículas
diminutas, carga eléctrica
negativa a las que se llamo
electrones.
De este descubrimiento dedujo
que el átomo debía ser una
esfera de materia cargada
positivamente, en cuyo interior
estaban incrustados los
electrones

6. E. RUTHERFORD 1911:
Demostró que los átomos no eran
macizos, como se creía, sino que
están vacíos en su mayor parte y
en su centro hay un diminuto
núcleo.
Dedujo que el átomo debía estar
formado por una corteza con los
electrones girando alrededor de un
núcleo central cargado
positivamente.

7. NIELS BORH 1913:
Espectros atómicos
discontinuos originados por
la radiación emitida por los
átomos excitados de los
elementos en estado
gaseoso.
Propuso un nuevo modelo
atómico, según el cual los
electrones giran alrededor
del núcleo en unos niveles
bien definidos

8. ERWIN SCHODRINGER 1926:
EVOLUCION DEL MODELO
ATOMICO:

9. EL ATOMO
El átomo es la unidad elemental básica de la
materia que puede experimentar un cambio
químico, y está constituido por las partículas
elementales. El átomo constituye dos partes
diferenciadas.
• El núcleo de carga positiva, constituida
por las partículas elementales, protones
(+) y neutrones (neutros). Prácticamente,
toda la masa del átomo se concentra en el
núcleo.
• La corteza constituida por las partículas
elementales electrones que la dota de
carga negativa. La corteza rodea al núcleo. Se considera
exenta de masa.
La carga eléctrica negativa de la corteza neutraliza a aquella
positiva del núcleo y se
dice que el átomo es eléctricamente neutro. Es precisamente
el número de
electrones de un átomo lo que define su número atómico (Z) y
la estructura
electrónica de la corteza define las propiedades químicas,
esencialmente los
electrones del nivel más externo.
La suma del número de protones (Z) y el de neutrones que se
encuentran en el núcleo
define el llamado número másico (A).
Cómo antes se explicó, es la configuración o distribución de
los electrones de la última
capa los que determinan las propiedades químicas de los
átomos. Los electrones de
este nivel se llaman electrones de valencia y forman parte del
enlace químico.
De esta forma, aquellos átomos que tienden a aceptar
electrones en las reacciones
químicas se llaman electronegativos y tienen carácter no
metálico. En cambio aquellos
que tienden a ceder electrones en las reacciones químicas se
llaman electropositivos y tienen carácter metálico.

11. El átomo está formado por un núcleo, que contiene
neutrones y protones, el que a su vez esta
rodeado por electrones.
La carga eléctrica de un átomo es nula.
Número atómico es el número de electrones o
protones de un
átomo.
MASA ATÓMICA (PESO ATÓMICO) M: Es la masa de
una cantidad de
átomos igual al número de Avogadro, NA=6.023 x
1023 mol-1 ( el
cual es el número de átomos o moléculas en un mol
o molécula
gramo), la cual se expresa en unidades de g/mol.
Una unidad
alterna es la unidad de masa atómica uma, que es la
masa de un
átomo tomando como referencia a la del isótopo
natural de carbono más ligero C12.
Por ejemplo un mol de hierro contiene átomos y
tiene una masa de 55.847 g, es decir 55.847
uma.
ISÓTOPO: Es el átomo de un mismo elemento pero
con diferente masa atómica por tener diferente

13. Estructura cristalina
La estructura cristalina es la forma sólida
de cómo se ordenan y empaquetan los
átomos, moléculas, o iones. Estos son
empaquetados de manera ordenada y con
patrones de repetición que se extienden
en las tres dimensiones del espacio. La
cristalografía es el estudio científico de
los cristales y su formación.
El estado cristalino de la materia es el de
mayor orden, es decir, donde las
correlaciones internas son mayores. Esto
se refleja en sus propiedades antrópicas y
discontinuas. Suelen aparecer como
entidades puras, homogéneas y con
formas geométricas definidas (hábito)
cuando están bien formados. No obstante,
su morfología externa no es suficiente
para evaluar la denominada cristalinidad
de un material.

14. 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.

16. ESTRUCTURA
Los cristales, átomos, iones
o moléculas se empaquetan
y dan lugar a motivos que
se repiten del orden de 1
Ángstrom = 10-8 cm; a esta
repetitividad, en tres
dimensiones, la
denominamos red cristalina.
El conjunto que se repite,
por translación ordenada,
genera toda la red (todo el
cristal) y la denominamos
unidad elemental o celda
unidad.
Diferencia entre vidrios y cristales:
En ocasiones la repetitividad se rompe o no es
exacta, y esto diferencia los vidrios y los cristales,
los vidrios generalmente se denominan materiales
amorfos (desordenados o poco ordenados).
No obstante, la materia no es totalmente ordenada
o desordenada (cristalina o no cristalina) y nos
encontramos una graduación continua del orden
en que está organizada esta materia (grados de
cristalinidad), en donde los extremos serían
materiales con estructura atómica perfectamente
ordenada (cristalinos) y completamente
desordenada (amorfos).
Estructura del
diamante

19. 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.
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,...
Según la posición de los átomos en los vértices de la celda unitaria de la red
cristalina existen:
a) Redes cúbicas sencillas: Los átomos ocupan sólo los vértices de la celda
unidad.
b) Redes cúbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los átomos, además de ocupar
los
vértices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalizan el hierro y el cromo.
c) Redes cúbicas centradas en las caras (FCC): Los átomos, además de ocupar los
vértices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Cristalizan en este tipo de
redes
el oro, cobre, aluminio, plata,...
d) Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal
con
átomos en los vértices y cuyas bases tiene un átomo en el centro. En el centro de
la
celda hay tres átomos más. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y
magnesio.

20. Se trata de un arreglo espacial de átomos que se repite en el
espacio tridimensional definiendo la estructura del cristal. Se
caracteriza por tres vectores que definen las tres direcciones
independientes del sistema de coordenadas de la celda. Esto se
traduce en seis parámetros de red, que son los módulos, a, b y c,
de los tres vectores, y los ángulos alpha, beta y gamma que
forman entre sí. Estos tres vectores forman una base del espacio
tridimensional, de tal manera que las coordenadas de cada uno de
los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos por
combinación lineal con los coeficientes enteros.
La posición de un átomo dentro de la celda unidad se describe
normalmente usando coordenadas fraccionarias. La simetría
traslacional de una estructura cristalina se caracteriza mediante la
red de Bravais, existen 14 redes de Bravais diferentes y todas las
estructuras cristalinas minerales conocidas encajan en una de
esas 14 disposiciones. Estas redes pueden ser:
Tipo P: Se denomina primitiva y tiene puntos de red en los vértices
de la celda.
Tipo I: Red centrada en el interior. Esta presenta puntos de red en
los vértices de la celda y en el centro de la celda.
Tipo F: Red centrada en todas las caras. Presenta puntos de red
en los centros de todas las caras, así como en los vértices.
Tipo C: Red centrada en la base. Una red tipo C se refiere al caso
en el que la simetría traslacional coloca puntos de red en los
centros de las caras delimitados por las direcciones a y b así
colmo en el origen.

21. REDES DE BRAVAIS
En geometría y cristalografía las redes de Bravais son una
disposición infinita de puntos discretos cuya estructura es
invariante bajo cierto grupo de traslaciones. En la mayoría
de casos también se da una invariancia bajo rotaciones o
simetría rotacional. Estas propiedades hacen que desde
todos los nodos de una red de Bravais se tenga la misma
perspectiva de la red. Se dice entonces que los puntos de
una red de Bravais son equivalentes.
Mediante teoría de grupos se ha demostrado que sólo existe
una única red de Bravais unidimensional, 5 redes
bidimensionales y 14 modelos distintos de redes
tridimensionales.
La red unidimensional es elemental siendo ésta una simple
secuencia de nodos equidistantes entre sí. En dos o tres
dimensiones las cosas se complican más y la variabilidad de
formas obliga a definir ciertas estructuras patrón para
trabajar cómodamente con las redes.
Para generar éstas normalmente se usa el concepto de celda
primitiva. Las celdas unitarias, son paralelogramos (2D) o
paralelepípedos (3D) que constituyen la menor subdivisión
de una red cristalina que conserva las características
generales de toda la retícula, de modo que por simple
traslación de la misma, puede reconstruirse la red al
completo en cualquier punto.