ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA

Realizado por:Reyvic Yamarte

CI: 18631301Profesor: Julián Carneiro

Porlamar octubre 2012

ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA

Guía de presentación:

Teoría atómica de la materiaModelos AtómicosEstructura del átomoEstructura cristalina

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.

MODELOS ATÓMICOS

John Dalton 1808 En 1808, Dalton publicó 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.

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 los electrones.

MODELOS ATÓMICOS

E. Rutherford 1911

• Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.

• 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.

MODELOS ATÓMICOS

Niels Bohr 1913

• Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos.

• Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.

MODELOS ATÓMICOS

Erwin Schrödinger 1926

Abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo.

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.

MODELOS ATÓMICOS

Evolución:

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.

ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

NUCLEO

PROTONES

NEUTRONES

ELECTRONES

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).

ESTRUCTURA DEL ÁTOMOEn el átomo distinguimos dos partes:

el núcleo y la corteza.

El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones.La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.

La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.

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 condiciones normales de solidificación.

ESTRUCTURA CRISTALINAArreglo Atómico

Arreglo Atómico

Propiedades

Estructura

ESTRUCTURA CRISTALINA

Arreglos atómicos en la materia

Sin orden

Orden de corto alcance

Orden de largo alcance

ESTRUCTURA CRISTALINA

Sin orden: Los átomos y moléculas carecen de una arreglo

ordenado, ejemplo los gases se distribuyen aleatoriamente en

el espacio disponible

Xenón

ESTRUCTURA CRISTALINAOrdenamiento 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

ESTRUCTURA CRISTALINAOrdenamiento 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) 

ESTRUCTURA CRISTALINAOrden 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.

ESTRUCTURA CRISTALINA

Diagrama molecular del cuarzo (SiO2) en red

cristalina Diagrama molecular del vidrio (SiO2) en sólido

amorfo

ESTRUCTURA CRISTALINA

Cristal Vidrio

ESTRUCTURA CRISTALINA

Imagen de microscopía electrónica de alta resolución de una

nanopartícula de Hematita (Fe2O3) rodeada por una matriz

polimérica de poliestireno.

ESTRUCTURA CRISTALINAModelo 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.

ESTRUCTURA CRISTALINARed 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

ESTRUCTURA CRISTALINACelda 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

ESTRUCTURA CRISTALINA

Sistemas Cristalinos (redes de Bravais)

ESTRUCTURA CRISTALINA

Estructuras cristalinas de elementos metálicos a 25ºC y 1atm: