Estructura atómica de los materiales, Átomos, Estructura Cristalina, Acomodamiento Atómico, Comportamiento intermolecular de los materiales, Atracciones Inter-atómicas

1. ESTRUCTURA ATÓMICA DE LOS
MATERIALES
Cabimas, Julio de 2016
República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Extensión Costa Oriental del Lago. Cabimas
Cátedra: Ciencia de los Materiales
Arteaga, Oscar
C.I: 23.514.461
Ing. Mtto Mecánico
Prof: Ing. Douglas García

2. Átomos y Estructura Atómica
Los átomos son la unidad básica y mas pequeña de
toda la materia, la estructura que define a todos los
elementos y tiene propiedades químicas bien definidas.
Compuesto por:
Electrones Protones Neutrones

3. Átomos y Estructura Atómica
El electrón comúnmente representado por
el símbolo: e−, es una partícula
subatómica con una carga eléctrica
elemental negativa.
El neutrón es una partícula subatómica,
un nucleón, sin carga neta, presente en el
núcleo atómico de prácticamente todos
los átomos.
El protón es una partícula subatómica con
una carga eléctrica elemental positiva 1 (1,6
× 10-19 C), igual en valor absoluto y de signo
contrario a la del electrón.

4. Átomos y Estructura Atómica
• El núcleo atómico
es la parte central
de un átomo, tiene
carga positiva, y
concentra más del
99,9% de la masa
total del átomo.
Núcleo
Atómico
• Parte externa de un
átomo, región que
rodea al núcleo
atómico, y en la
cual orbitan los
electrones.
Nube
Atómica
• Es el proceso físico
responsable de las
interacciones entre
átomos y
moléculas. La
variedad de enlaces
es amplia.
Enlace
Atómico
Metálico
Iónico
Covalente
Secundario
Van der Walls
Hidrogeno

5. Modelos Atómicos
Es la de
minúsculas
partículas
esféricas,
indivisibles e
inmutables,
iguales entre
sí en cada
elemento
químico.
Dedujo que el
átomo debía de
ser una esfera
de materia
cargada
positivamente,
en cuyo
interior
estaban
incrustados
los electrones.
Dedujo que el
átomo debía
estar formado
por
una corteza co
n los
electrones
girando
alrededor de
un núcleo
central cargado
positivamente.
Propuso un
nuevo modelo
atómico, según
el cual los
electrones
giran alrededor
del núcleo en
unos niveles
bien definidos.
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
+ - +-

6. Atracciones Inter-atómicas
Son los enlaces iónicos, metálicos y covalentes
que dentro de la molécula hacen que los átomos
estén unidos.
Enlaces
Iónicos
Unión de un
metal con un
no metal
Metálicos
Unión entre
dos átomos
no metales
Covalentes
Unión de dos
no metales

7. Acomodamiento Atómico
Aunque los minerales en bruto no tengan, en
general, una forma exterior definida, tienen átomos
perfectamente ordenados en formas geométricas, y
a esto se deben una gran parte de sus
características. A esta ordenación interna se
denomina estructura, formada en realidad por tres
tipos de ella: la estructura cristalina, la estructura
granular, y la estructura macrográfica

8. 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.

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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.

13. 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. Cada uno
de estos sistemas pueden ser descritos mediante los
siguientes parámetros:

14. Bibliografía
Avner. Introducción a la Metalurgia Física. Segunda Edición. Mexico. Mc
Graw Hill.
Cultural S.A. (1993). Mecánica de Taller. Metrologia I. Tercera Edición.
Tomo I. Madrid. Cultural, S.A.
Shackelford y Güemes. 1998. Introducción a la Ciencia de los Materiales
para Ingenieros. Cuarta Edición. Madrid. Prentice Hall Iberia.
Smith. 2000. Fundamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales. Tercera
Edición. España. Mc Graw Hill.
Universidad Nacional Abierta (s/a). Ciencia de los Materiales. UNA
Torres. 2008. Ciencia de los Materiales. Universidad del Zulia. Cabimas-
Zulia