Ciencias de los materiales

1. ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA
Realizado por:
Reyvic Yamarte
CI: 18631301
Profesor: Julián Carneiro
Porlamar octubre 2012

2. ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA
Guía de presentación:
Teoría atómica de la materia
Modelos Atómicos
Estructura del átomo
Estructura cristalina

3. TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA
Átomo es la porción más pequeña de la
materia.
El primero en utilizar este término fue
Demócrito (filósofo griego, del año 500
a.de C.), porque creía que todos los
elementos estaban formados por
pequeñas partículas INDIVISIBLES.
Átomo, en griego, significa INDIVISIBLE.
Es la porción más pequeña de la materia.
Los átomos son la unidad básica
estructural de todos los materiales de
ingeniería.

4. MODELOS ATÓMICOS
En 1808, Dalton publicó
John Dalton 1808 sus ideas sobre el modelo
atómico de la materia, para
explicar las leyes de la
Química, es la de
minúsculas partículas
esféricas, indivisibles e
inmutables, iguales entre sí
en cada elemento químico.

5. MODELOS ATÓMICOS
Joseph Thomson 1897
• Demostró que dentro de
los átomos hay unas
partículas diminutas, con
carga eléctrica negativa, a
las que se llamó
electrones.
• De este descubrimiento
dedujo que el átomo debía
de ser una esfera de
materia cargada
positivamente, en cuyo
interior estaban incrustados

6. MODELOS ATÓMICOS
E. Rutherford • Demostró que los
1911 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. MODELOS ATÓMICOS
• Espectros atómicos
Niels Bohr 1913 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. MODELOS ATÓMICOS
Erwin Schrödinger 1926 Describe a los electrones
por medio de una función de
onda, el cuadrado de la cual
representa la probabilidad de
presencia en una región
delimitada del espacio.
Abandona la concepción
de los electrones como
esferas diminutas con carga
que giran en torno al núcleo.

9. MODELOS ATÓMICOS
Evolución:

10. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
Un átomo es una
entidad esférica
, eléctricamente neutra
, compuesta de un núcleo
central cargado
positivamente rodeado por
uno o mas electrones con
carga negativa.
Una nube de
electrones con carga
negativa moviéndose
rápidamente ocupando
casi todo el volumen del
átomo.

11. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
PROTONES
NUCLEO
NEUTRONES
ELECTRONES

12. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
• Cada elemento químico está constituido por
átomos.
• Cada átomo está formado por un núcleo central
y 1 o más capas de electrones.
• Dentro del núcleo residen partículas
subatómicas:
protones (de carga +) y neutrones (partículas del
mismo peso, pero sin carga).

13. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
En el átomo distinguimos dos partes:
el núcleo y la corteza.
El núcleo es la parte La corteza es la parte
central del átomo y exterior del átomo. En ella
contiene partículas con se encuentran los
carga positiva, los electrones, con carga
protones, y partículas que negativa. Éstos, ordenados
no poseen carga en distintos niveles, giran
eléctrica, es decir son alrededor del núcleo.
neutras, los neutrones. La masa de un electrón es
La masa de un protón es unas 2000 veces menor
aproximadamente igual a que la de un protón.
la de un neutrón.

14. ESTRUCTURA CRISTALINA
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

15. ESTRUCTURA CRISTALINA
Arreglo Atómico
Propiedades
Arreglo Atómico
Estructura

16. ESTRUCTURA CRISTALINA
Arreglos atómicos en la materia
Sin orden
Orden de corto alcance
Orden de largo alcance

17. ESTRUCTURA CRISTALINA
Sin orden: Los átomos y moléculas carecen de una arreglo
ordenado, ejemplo los gases se distribuyen aleatoriamente en el espacio
disponible
Xenón

18. ESTRUCTURA CRISTALINA
Ordenamiento de corto alcance: - es el arreglo espacial de los átomos o
moléculas que se extiende sólo a los vecinos más cercanos de éstos. A estas
estructuras se les denomina estructuras no cristalinas.
En el caso del agua en fase vapor, cada molécula tiene un orden de corto
alcance debido a los enlaces covalentes entre los átomos de hidrógeno y
oxígeno. Sin embargo, las moléculas de agua no tienen una organización
especial entre sí.
Ejemplo: agua en estado vapor, vidrios cerámicos (sílice), polímeros
Vapor de agua

19. ESTRUCTURA CRISTALINA
Ordenamiento de largo alcance: El arreglo atómico de largo alcance (LRO)
abarca escalas de longitud mucho mayores de 100 nanómetros. Los átomos o
los iones en estos materiales forman un patrón regular y repetitivo, semejante
a una red en tres dimensiones.
Grafeno (compuesto de
carbono densamente
empaquetados)

20. ESTRUCTURA CRISTALINA
Orden de largo alcance (cristal): En
los materiales cristalinos, las partículas
componentes muestran un ordenamiento
regular que da como resultado un patrón
que se repite en las tres dimensiones del
espacio, y a lo largo de muchas distancias
atómicas.
Sin orden (amorfo): En los materiales
amorfos, los átomos siguen un
ordenamiento muy localizado, restringido a
pocas distancias atómicas y que, por
tanto, no se repite en las tres dimensiones
del espacio. Se habla de un orden local o de
corto alcance.

21. ESTRUCTURA CRISTALINA
Diagrama molecular del
cuarzo (SiO2) en red cristalina
Diagrama molecular del vidrio
(SiO2) en sólido amorfo

22. ESTRUCTURA CRISTALINA
Cristal Vidrio

23. ESTRUCTURA CRISTALINA
Imagen de microscopía electrónica de alta resolución de una
nanopartícula de Hematita (Fe2O3) rodeada por una matriz
polimérica de poliestireno.

24. ESTRUCTURA CRISTALINA
Modelo de las esferas rígidas: se consideran los átomos (o iones)
como esferas sólidas con diámetros muy bien definidos. Las esferas
representan átomos macizos en contacto.
Cristal: conjunto de átomos ordenados según un arreglo periódico en
tres dimensiones.

25. ESTRUCTURA CRISTALINA
Red cristalina: disposición tridimensional de puntos coincidentes con
las posiciones de los átomos (o centro de las esferas). Los átomos
están ordenados en un patrón periódico, de tal modo que los
alrededores de cada punto de la red son idénticos
Un sólido cristalino es un
conjunto de átomos estáticos que
ocupan una posición determinada

26. ESTRUCTURA CRISTALINA
Celda unitaria: es el agrupamiento más pequeño de átomos que
conserva la geometría de la estructura cristalina, y que al apilarse en
unidades repetitivas forma un cristal con dicha estructura (subdivisión
de una red que conserva las características generales de toda la red) .
Estructura cristalina cúbica de cara centrada:
(a) representación de la celda unidad mediante esferas rígida
(b) celda unidad representada mediante esferas reducidas

27. ESTRUCTURA CRISTALINA
Sistemas
Cristalinos
(redes de Bravais)

28. ESTRUCTURA CRISTALINA
Estructuras cristalinas de elementos metálicos a 25ºC y 1atm: