UNIDAD 2: ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES

1.1 Imperfecciones Cristalinas

1.2 Defectos Lineales

1.3 Defectos superficiales

.

1.4 Movimientos atmicos.

1.5 Difusin y mecanismos de difusin.

RESUMEN

UNIDAD II. Propiedades generales de los materiales metlicos 2.1 Propiedades Fsicas Los metales poseen ciertas propiedades fsicas caractersticas, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayora de ellos son de color grisceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece ms de un color; este fenmeno se denomina policromismo. Otras propiedades seran:

densidad: relacin entre la masa del volumen de un cuerpo y la masa del mismo volumen de agua.

estado fsico: todos son slidos a temperatura ambiente, excepto el Hg.

brillo: reflejan la luz.

maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse lminas.

ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos.

tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse por traccin.

conductividad: son buenos conductores de electricidad y calor

Suelen ser opacos o de brillo metlico, tienen alta densidad, son dctiles y maleables, tienen un punto de fusin alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad). Estas propiedades se deben al hecho de que los electrones exteriores estn ligados slo ligeramente a los tomos, formando una especie de mar (tambin conocido como mar de Drude) que los baa a todos, que se conoce como enlace metlico. La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un traslape entre la banda de valencia y la banda de conduccin en su estructura electrnica (enlace metlico). Esto le da la capacidad de conducir fcilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo cual le da su peculiar brillo. Los metales tienen ciertas propiedades fsicas caractersticas: a excepcin del mercurio son slidos a condiciones ambientales normales, suelen ser opacos y brillantes, tener alta densidad, ser dctiles y maleables, tener un punto de fusin alto, ser duros, y ser buenos conductores del calor y electricidad. Estas propiedades se deben al hecho de que los electrones exteriores estn ligados slo ligeramente a los tomos, formando una especie de mar (tambin conocido como mar de Drude), que se conoce como Enlace metlico. Mediante la teora del mar de Drude podemos explicar por qu los metales son tan buenos conductores del calor y la electricidad, es necesario comprender la naturaleza del enlace entre sus tomos. Un primer intento para explicar el enlace metlico consisti en considerar un modelo en el cual los electrones de valencia de cada metal se podan mover libremente en la red cristalina; de esta forma, el retculo metlico se considera constituido por un conjunto de iones positivos (los ncleos rodeados por su capa de electrones) y electrones (los de valencia), en lugar de estar formados por tomos neutros. En definitiva un elemento metlico se considera que est constituido por cationes metlicos distribuidos regularmente e inmersos en un mar de electrones de valencia deslocalizados, actuando como un aglutinante electrosttica que mantiene unidos a los cationes metlicos. El modelo de mar de electrones permite una explicacin cualitativa sencilla de la conductividad elctrica y trmica de los metales. Dado que los electrones son mviles, se puede trasladar desde el electrodo negativo al positivo cuando el metal se somete al efecto de un potencial elctrico. Los electrones mviles tambin pueden conducir el calor transportando la energa cintica de una parte a otra del cristal. El carcter dctil y maleable de los metales est permitido por el hecho de que el enlace deslocalizado se extiende en todas las direcciones; es decir, no est limitado a una orientacin determinada, como sucede en el caso de los slidos de redes covalentes. Cuando un cristal metlico se deforma, no se rompen enlaces localizados; en su lugar, el mar de electrones simplemente se adapta a la nueva distribucin de los cationes, siendo la energa de la estructura deformada similar a la original. La energa necesaria para deformar un metal como el Litio es relativamente baja, siendo, como es lgico, mucho mayor la que se necesita para deformar un metal de transicin, porque este ltimo posee muchos ms electrones de valencia que son el aglutinante electrosttico de los cationes. Mediante la teora del mar de electrones se pueden justificar de forma satisfactoria muchas propiedades de los metales, pero no es adecuada para explicar otros aspectos, como la descripcin detallada de la variacin de la conductividad entre los elementos metlicos.

2.2 Propiedades mecnicas.

2.3 Propiedades trmicas, elctricas, qumicas y reolgicas. Propiedades trmicas

Las propiedades trmicas son aquellas relacionadas con la aplicacin de calor sobre los metales:

Conductividad trmica: Es la capacidad que tienen los metales para conducir el calor a travs de ellos. Todos los metales tienen buena conductividad trmica.

Dilatacin y contraccin: Un metal se dilata cuando aumenta de tamao al aumentar la temperatura y se contrae cuando disminuye de tamao al disminuir la temperatura.

Fusibilidad: Es la propiedad que tienen los materiales de fundirse, es decir, de pasar de estado slido a lquido cuando sube la temperatura. Todos los metales tienen fusibilidad.

Soldabilidad: Es la capacidad que tienen algunos metales de unirse a altas temperaturas.

Propiedades elctricas

Las propiedades elctricas son aquellas relacionadas con el paso de la corriente elctrica sobre los metales.

Conductividad elctrica: Es la capacidad que tienen los metales para conducir la corriente elctrica a travs de ellos.

Todos los metales tienen buena conductividad elctricas, por eso son, conductores elctricos. Los mejores son la plata y el cobre.

Propiedades qumicas

Son aquellas relacionadas con la forma en que los metales reaccionan con sustancias.

Oxidacin: Es la facilidad con la que reaccionan el metal con el oxgeno del aire o del agua y cubrirse con una capa de xido. Los metlicos frricos se oxidan con cierta facilidad, pero el oro apenas se oxida.

Propiedades ecolgicas

Son aquellas que relacionan los metales con el medio ambiente.

Los metales se pueden reciclar: Es decir, que una vez desechados, se pueden reutilizar ms adelante.

Los metales son materiales no renovables: Es decir, algn da, los metales se agotarn, pues las minas agotarn sus reservas de minerales.

Algunos metales son txicos: Es decir, hacen dao a los seres vivos. Tenemos el caso del plomo y del

mercurio.