Estructura atómica de los materiales.

Elaborado por: Kristian Carrasquero E.

San Cristóbal, 21 de enero de 2017

Estructura atómica de los materiales.

En la ciencia es de gran importancia conocer, entender la composición y estructura de los materiales. Para ello se desarrollan estudios de la estructura atómica de cada material, el cual sirve para explicar las propiedades de sus materiales. Cada materia se compone por átomos.

Los átomos son las unidades mas pequeñas de un elemento químico, los cuales están conformados por un núcleo de un tamaño muy reducido y cargado positivamente, que a su vez se encuentra rodeado por electrones. Estos son los encargados de definir a todos los elementos.

Estructura atómica de los materiales.

En un sólido, los átomos se encuentran en contacto entre sí y fuertemente ligados, de manera que su movimiento relativo es mínimo. Por esta razón los sólidos conservan su forma. En los líquidos, en cambio, aunque los átomos también se hallan en contacto, no están fuertemente ligados entre sí, de modo que fácilmente pueden desplazarse, adoptando el líquido la forma de su recipiente. Los átomos o las moléculas de los gases están alejados unos de otros, chocando frecuentemente entre sí, pero desligados, de manera que pueden ir a cualquier lugar del recipiente que los contiene.

Atracciones Interátomicas.

Atracciones inter-atómicas o moleculares se refieren a las interacciones entre partículas individuales ( moléculas o iones) constituyentes de una sustancia.

Es decir son los enlaces iónicos, metálicos y covalentes que dentro de la molécula hacen que los átomos estén unidos.

Iónicos • Unión de un

metal con un no metal.

Metálicos• Unión entre dos

átomos no metales.

Covalentes• Unión de dos no

metales.

Enlaces

Acomodamiento Atómico

Aunque los minerales en bruto no tengan en general una forma bien definida al exterior, tienen átomos en perfecto orden en formas geométricas, a ello se le debe gran parte de sus características. A la ordenación interna de la materia se le denomina estructura, formada por tres tipos: estructura cristalina, estructura granular y estructura macrografica.

-Acomodamiento Atómico Estructura Cristalina:En ésta, los átomos están ordenados en el espacio según una red geométrica constituida por repetición de un elemento básico llamado cristal, cuyas dimensiones son del orden de 10-8 cm. Como no es posible observar los cristales ni aún con los microscopios más potentes, se recurre para estudiarlos a métodos indirectos, con el de la difracción de los rayos X cuando pasan a través de ellos. Para iniciar el estudio de las estructuras cristalinas es importante tener presente los siguientes conceptos: red espacial, celta unitaria y puntos reticulares. -Acomodamiento AtómicoRedEspacial: Es el conjunto de líneas y planos imaginarios que pasan por los puntos donde están ubicados los iónes o átomos en el espacio ocupado por el cristal. CeldaUnitaria Es la agrupación de átomos más pequeña que se caracteriza por presentar la simetría de la red espacia. La red espacial está formada por un gran número de celdas unitarias PuntosReticulares Estos son las intersecciones de las líneas de la red espacial. Lo más importante de la red espacial es que cada punto reticular en cualquier dirección tiene agrupamiento atómico idéntico.

-Acomodamiento Atómico RED CÚBICA CENTRADA EN EL CUERPO (bcc) La celda unitaria de la red cúbica centrada en el cuerpo es un ordenamiento atómico en el cual un átomo está en contacto con otros idénticos, ubicados en los vértices de un cubo imaginario. Los átomos de los vértices del cubo son compartidos entre las 8 celdas vecinas y el del centro pertenece por entero a la celda que estamos considerando.

El número de átomos que contiene la celda unitaria de la red bcc es: 1/8 átomo x 8 vértices = 1 átomo 1 átomo en el centro = 1 átomo

 -Acomodamiento Atómico RED CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS (fcc) En la celda unitaria de la red cúbica centrada en las caras, los átomos están situados uno en cada vértice del cubo imaginario y otro en cada centro de cara. Como los átomos de los vértices pertenecen a los 8 cubos que existen alrededor de cada vértice, y los de la cara, a los dos cubos de la red que tengan esa cara en común, el número real de átomos que contiene la celda unitaria es: 1/8 átomo x 8 vértices = 1 átomo ½ átomos x 6 caras = 3 átomo

-Acomodamiento Atómico RED HEXAGONAL COMPACTA (hcp) En la celda unitaria de la red hexagonal compacta los átomos se hallan distribuidos en los vértices de un prisma hexagonal y en el centro de las bases del mismo, existiendo además otros tres átomos que se sitúan en los centros de los prismas triangulares alternativos en los que puede descomponerse el prisma hexagonal.

-Acomodamiento Atómico PARÁMETROS DE UNA CELDA UNITARIA Los tres sistemas de mayor importancia en el estudio de las estructuras cristalinas son: bcc, fcc y hcp.

Las Fuerzas Intermoleculares, son fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas. El comportamiento molecular depende en gran medida del equilibrio (o falta de él) de las fuerzas que unen o separan las moléculas. Las fuerzas de atracción explican la cohesión de las moléculas en los estados liquido y sólido de la materia, estas fuerzas son las responsables de muchos fenómenos físicos y químicos como la adhesión, rozamiento, difusión, tensión superficial y la viscosidad. Existen varios tipos de interacciones:

• Fuerzas de orientación • Fuerzas de dispersión • Fuerzas de inducción

• Fuerzas de orientación (aparecen entre moléculas con momento dipolar diferente)

• Fuerzas de dispersión (aparecen en tres moléculas apolares) • Fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en

una molécula apolar una separación de cargas por el fenómeno de inducción electrostática)

Comportamiento intermolecular de los materiales

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