Unidad 3 del Programa de la materia Ciencias de los Materiales, de la Facultad de Metalurgia de UAdeC.

2. •Los materiales no cristalinos no presentan la propiedad de
arreglo tridimensional.
•Se podría describir como poliedros de coordinación, o moléculas
de cadena larga.
•Presentan una temperatura de solidificación de equilibrio.
•Tienen movilidad muy limitada.

3. Anteriormente se creía que el arreglo de los átomos en estos materiales
era completamente al azar, y se les llamó “amorfos”, actualmente se sabe
que presentan un orden de corto alcance.
Difracción de un material
Difracción de un material no cristalino.
cristalino.

4. 1. Moléculas individuales de cadena larga.
2. Redes tridimensionales.
3. Ordenación intermedia entre las anteriores.
Las partes que forman las subunidades anteriores pueden ser elementos
o compuestos, lo que indica que los sólidos no cristalinos son muy
diferentes entre sí, pero tienen características muy similares:
Sus energías no son tan bajas como las de los cristales.
Su respuesta a los cambios de temperatura es similar.
No presentan un punto de fusión definido.
Se endurecen gradualmente cuando desciende la temperatura.
Se ablandan paulatinamente cuando aumenta la temperatura.

5. Las ordenaciones de las subunidades pueden ser enredadas tan
fácil y totalmente en el estado liquido que es casi imposible una
vez que el material ha solidificado.
Redes Tridimensionales: son poliedros de coordinación que solo
comparten vértices mediante una unión discreta y son flexibles.
Cadenas moleculares largas: cuando estas son muy largas y
flexibles se enredan entre ellas cuando la temperatura es alta, o
sea que están en estado liquido, pero al bajar la temperatura y
llegar casi al punto de congelación permanecen enredadas y por
lo tanto forman un liquido no cristalino.

6. -No presentan una estructura de solidificación como los materiales cristalinos.
-Cuando el material se enfría se forman primero las uniones de energía mínima.
-Al bajar la temperatura se forman uniones mas débiles  endurecimiento.
-Cuando el material aparece como una masa rígida, habrá alcanzado su
temperatura de transición vítrea Tg.
-A temperaturas menores el material será frágil como el vidrio.
-A temperaturas elevadas, será un liquido muy viscoso.

7. Muchos de estos materiales son transparentes, en estado
solido como liquido, esto se debe a la ausencia de interfaces
internas que son defectos que ayudan a dispersar la luz.

9. Cuando el S y el Se son enfriados desde su
estado liquido forman primero un liquido
muy viscoso, el cual si es templado en agua a
temperatura ambiente, nos dará origen a 1
vidrio o a una estructura no cristalina.

10. La capacidad del S y Se para formar vidrios,
puede deberse al tipo de unión covalente
entre átomos, en donde los orbitales p se
traslapan dando origen a cadenas
moleculares largas, el cual al ser enfriado
forma 1 estructura no cristalina

11. En general podemos decir que en los
elementos químicos, entre mas direccional
sea su unión, abra mas tendencia a formar
sólidos no cristalinos, cuando se ase 1
templado desde el estado viscoso.

12. Los polímeros, resinas o plásticos en el
estado solido tienen estructuras poco
compactas ya que las uniones primarias esta
completamente satisfechas dentro de las
cadenas moleculares largas debido a que
estas cadenas contienen grupos atomicos
laterales voluminosos, que no le permite ser
muy compactas.

14. 3.4.1.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN UN EMPAQUETAMIENTO SUELTO
En el caso de los polímeros, los factores que contribuyen mayormente a la no cristalinidad
son:
a. Cadena molecular muy larga y ramificada.
b. Grupos laterales grandes, distribuidos al azar a lo largo de las cadenas.
c. Cadena Copolimera, o sea cadenas moleculares que son combinaciones de 2 o mas
polímeros.
d. Plastificantes, aditivos de pesos moleculares mas bajos, que separan a las cadenas
unas de las otras.
3.4.2 POLIETILENO
Esta formado por cadenas parafinicas extremadamente largas.
Las Parafinas son Hidrocarburos y su formula general es (CnH2n+2).
Los Hidrocarburos se unen en cadenas extremadamente largas.
Así tenemos el Polietileno Lineal que cristaliza casi tanto como las cadenas parafinicas mas
cortas.

15. POLIETILENO RAMIFICADO
Contiene segmentos de cadena laterales, ligados a la cadena principal en
los sitios en donde normalmente va un hidrogeno. Bajo esta forma solo cristaliza
parcialmente. Entre mas ramificado, menos cristalino, ya que las ramificaciones
interfieren con el ordenamiento de las cadenas.
Polietileno Ramificado

16. 3.4.3 POLIMEROS VINILICOS
Su unidad repetitiva es:
1. ATACTICA:
1. ISOATACTICA:
1. SINDIOTACTICA:

17. 3.4.4 COPOLIMERIZACION
En este caso las cadenas están formadas por 2 o mas polímeros.

19. •Polímeros amorfos.
•Granextensibilidad reversible a
temperatura ambiente.
•Secontraen rápidamente, mostrando el
fenómeno de la recuperación.

20.  Polímero Natural
 Caucho Natural
 Dieno

23.  Su temperatura de transición vítrea debe ser
muy inferior a la temperatura ambiente.
 Temperatura de trabajo

25.  Puntos de fijación que sin ellos, el elastómero
se deformaría permanentemente.
 A medida que aumenta el número de enlaces
cruzados, la estructura se hace más rígida, tal
como sucede en un polímero de red
tridimensional.

27.  Polímeros que forman redes tridimensionales:
a) Baquelita
b) Ebonita
Estos tienen características comunes:
a) No presentan temperatura de transición vítrea.
b) Se degradan a temperatura elevada.
Son los vidrios inorgánicos los que tienden a formar las redes
tridimensionales no cristalinas.
En los óxidos: la estructura abierta se debe a una fuerte repulsión cation-
cation.
Compuestos cristalinos tenderán a ser no cristalinos, cuando de cumplen
los siguientes requisitos:
1) c/anion esta unido a 2 cationes
2) c/cation esta rodeado por mas de 4 aniones
3) Los poliedros anicónicos comparten vértices pero no aristas o caras.
4) El compuesto tiene un gran numero de constituyente distribuido
irregularmente Atravez de su red.

28. Ejemplos:
a) Sílice
b) Oxido de boro. Ambos forman vidrio.
Aquí se cumplen 2 condiciones:
1. Carga cationica alta
2. Poliedros anionicos pequeños.
La sílice cuando no reúne estas características llega a formar
estructuras
Cristalinas verdaderas como en el caso de cuarzo y la
cristobalita.
En las estructuras tridimensionales cualquier factor que rompa la
red promoverá la formación de estructuras cristalinas.

29. al romperse a red, la viscosidad del vidrio disminuye y puede
trabajarse a temperaturas mas bajas; generalmente se les
pone soda (Na2O) o cal (CaO)
Para obtener el vidrio común.
los óxidos que interrumpen la red como la soda la cal se
conocen como modificadores.
Para impedir la devitrificacion podemos usar un vitrifícate o un
intermediario.

30.  La estructura de un solido no cristalino que no presenta un
orden de largo alcance se puede representar mediante una
curva de distribución de probabilidades que muestran la
probabilidad de hallar un átomo a una cierta distancia de otro
átomo dado.
 Si el material es amorfo tendrá una curva tipo parabólico.
 Para material cristalino perfecto: la curva de densidad radial
tendría líneas de altura infinita a todas las distancias
interatómicas posibles.

32.  GELES SOLIDO-LIQUIDO. Partículas solidas en suspensión
coloidal, se unen entre si para formar una armazón solida que
encierra al liquido.
 GEL ELASTICO. Cuando la armazón solida formada por moléculas
de cadena larga están unidas en pocos puntos únicamente.
Aumenta su fluidez al aumentar la temperatura.
 ASFALTO. Red de hidrocarburos de alto peso molecular con un
residuo oleoso, la armazón solida recibe el nombre asfáltenos.
 GEL RIGIDO. O se ablandan cuando aumenta la temperatura
pareciéndose entonces a los plásticos termoendurecibles.
CEMENTO PORTLAND. Es otro gel rígido formado de 4
constituyentes en su estado seco y pulverizado:
1) Silicato tricalcico
2) Silicato dicalsico
3) Aluminato tricalcico
4) Aluminoferrato tetracalcico

33.  Cuando se hidrata se produce un gel formado principalmente
por silicatos de calcio hidratados que se conoce como gel de
tobermorita.