Estructura atómica de los materiales

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN - SAN CRISTÓBAL
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESTRUCTURA ATÓMICA DE LOS
MATERIALES
AUTOR:
ZULEIKA MENESES
C.I. V-19.878.664
SAN CRISTÓBAL, ENERO DE 2018

2. ESTRUCTURA ATÓMICA
En el siglo V a.c., Leucipo pensaba que sólo había un tipo
de materia, él y su discípulo Demócrito consideraban que la
materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que
no podían ser divididas en otras más pequeñas. A estas
partículas se les llamó átomos, término que en griego
significa “que no se puede dividir”.
Los átomos son la unidad
estructural básica de todos
los materiales de ingeniería,
constan principalmente de
tres partículas sub-atómicas:
protones, neutrones y
electrones.

3. ESTRUCTURA ATÓMICA DE LOS
MATERIALES
La estructura de cada material depende de la organización,
ordenada o desordenada, de las partículas que lo conforman,
sean átomos o iones; y si contienen elementos metálicos,
no-metálicos o una combinación de ambos.
Las propiedades y
características de los
materiales dependen de:

4. ATRACCIONES INTER-ATÓMICAS
Se refiere a las fuerzas que se establecen entre los átomos,
debido a la naturaleza del enlace, y a las atracciones
electrostáticas entre cada núcleo atómico y la nube
electrónica del otro. Entre ellas tenemos:
1. Enlace Iónico:
Se produce entre iones de distinto signo: metal con no
metal.

5. 2. Enlace Covalente:
Se origina entre
átomos que
comparten
electrones: no metal
con no metal.
3. Enlace Metálico:
Se produce entre los
cationes del metal y los
electrones de valencia
desprendidos: metal
con metal.

6. COMPORTAMIENTO INTERMOLECULAR DE
LOS MATERIALES
El comportamiento molecular
depende en gran medida del
equilibrio de las fuerzas que unen
o separan las moléculas, fuerzas
intermoleculares de atracción y
repulsión entre las mismas.
Que según sus
propiedades pueden
tener comportamientos
físicos, químicos o
mecánicos
Estas fuerzas intermoleculares, son las
responsables del comportamiento no
ideal de los gases. Ellas juegan un
papel importante también en los
distintos estados de agregación de la
materia (líquido, sólido o gas)

7. Hay tres tipos principales de interacciones intermoleculares
que hacen que las moléculas se asocien para formar
sólidos y líquidos:
1) Las fuerzas entre dipolos de las moléculas polares.
Las fuerzas de Van der Waals son fuerzas de
atracción intermolecular que actúan entre dipolos,
sean éstos permanentes o inducidos. Son, por tanto,
fuerzas intermoleculares de tipo electrostático que se
establecen tanto entre molécula polares como
apolares.

8. 2) Las fuerzas de London, que afectan a
todas las moléculas.
Las fuerzas de London se presentan en
todas las sustancias moleculares. Son el
resultado de la atracción entre los
extremos positivo y negativo de dipolos
inducidos en moléculas adyacentes.
Cuando los electrones de una molécula
adquieren momentáneamente una
distribución no uniforme, provocan que en
una molécula vecina se forme
momentáneamente un dipolo inducido.

9. 3) Los puentes de hidrógeno que actúan en
moléculas que tienen enlaces OH y NH.
Un puente de hidrógeno no es un enlace
verdadero sino una forma especialmente fuerte de
atracción entre dipolos. Un átomo de hidrógeno
puede participar en un puente de hidrógeno si está
unido a oxígeno, nitrógeno o flúor, porque los
enlaces O-H, N-H y F-H están muy polarizados
dejando al átomo de hidrógeno con una carga
parcial positiva.

10. ACOMODAMIENTO ATÓMICO
Estructura cristalina de los materiales:
Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo
a la regularidad con que los átomos o iones están
ordenados uno con respecto al otro.
Un material cristalino es aquel en que los átomos se
encuentran situados en un arreglo repetitivo o
periódico dentro de grandes distancias atómicas; tal
como las estructuras solidificadas, los átomos se
posicionarán de una manera repetitiva tridimensional
en el cual cada átomo está enlazado al átomo vecino
más cercano. Todos los metales, muchos cerámicos y
algunos polímeros forman estructuras cristalinas bajo
condiciones normales de solidificación.

11. Celdas Unitarias:
La estructura atómica influye en la forma en que los
átomos se unen entre sí; esto además nos ayuda a
comprender la clasificación de los materiales como
metales, semiconductores, cerámicos y polímeros y
nos permite llegar a ciertas conclusiones generales
referentes a propiedades mecánicas y
comportamiento físico de estas cuatro clases de
materiales.
La energía de unión está relacionada con la fuerza
de los enlaces y es alta en materiales unidos en
forma iónica o covalente. Los materiales con
energía de unión alta normalmente tienen:
• Alta temperatura de fusión
• Alto módulo de elasticidad
• Bajo coeficiente de expansión térmica.