Átomos y estructura cristalina

1. República Bolivariana De Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Maturín
Realizado por:
Montero Dainellys
C.I.: 23.533.593

2. Es un constituyente de la materia ordinaria, con propiedades
químicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes más
elementales sin propiedades químicas bien definidas. Cada
elemento químico está formado por átomos del mismo tipo (con la
misma estructura electrónica básica), y que no es posible dividir
mediante procesos químicos.
Actualmente se conoce que el átomo está
compuesto por un núcleo atómico, en el que
se concentra casi toda su masa, rodeado de
una nube de electrones. Esto fue
descubierto a principios del siglo XX, ya que
durante el siglo XIX se había pensado que
los átomos eran indivisibles, de ahí su
nombre a-tómo- 'sin división'. Poco después
se descubrió que también el núcleo está
formado por partes, como los protones, con
carga positiva, y neutrones, eléctricamente
neutros. Los electrones, cargados
negativamente, permanecen ligados a este
mediante la fuerza electromagnética.

3. Comúnmente representado por el símbolo:
e−, es una partícula subatómica con una
carga eléctrica elemental negativa. Un
electrón no tiene componentes o
subestructura conocidos, en otras
palabras, generalmente se define como
una partícula elemental.
Es la parte central de un átomo, tiene
carga positiva, y concentra más del
99,9% de la masa total del átomo.
Está formado por protones y
neutrones (denominados nucleones)
que se mantienen unidos por medio
de la interacción nuclear fuerte, la
cual permite que el núcleo sea
estable, a pesar de que los protones
se repelen entre sí (como los polos
iguales de dos imanes).

4. En física, 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, y una masa 1836 veces
superior a la de un electrón.
Experimentalmente, se observa el protón
como estable, con un límite inferior en su
vida media de unos 1035 años, aunque
algunas teorías predicen que el protón
puede desintegrarse en otras partículas.
Es una partícula subatómica, un nucleón,
sin carga neta, presente en el núcleo
atómico de prácticamente todos los
átomos, excepto el protio. Aunque se dice
que el neutrón no tiene carga, en realidad
está compuesto por tres partículas
fundamentales cargadas llamadas quarks,
cuyas cargas sumadas son cero. Por
tanto, el neutrón es un barión neutro
compuesto por dos quarks de tipo abajo, y

5. Los átomos se clasifican de acuerdo al número de protones y
neutrones que contenga su núcleo. El número de protones o
número atómico determina su elemento químico, y el número de
neutrones determina su isótopo. Un átomo con el mismo número
de protones que de electrones es eléctricamente neutro. Si por
el contrario posee un exceso de protones o de electrones, su
carga neta es positiva o negativa, y se denomina ion.

6. • A pesar de que átomo significa
‘indivisible’, en realidad está formado por
varias partículas subatómicas. El átomo
contiene protones, neutrones y
electrones, con la excepción del
hidrógeno-1, que no contiene neutrones,
y del catión hidrógeno o hidrón, que no
contiene electrones. Los protones y
neutrones del átomo se denominan
nucleones, por formar parte del núcleo
atómico.
Partículas
subatómicas
• El núcleo atómico puede verse alterado
por procesos muy energéticos en
comparación con las reacciones
químicas. Los núcleos inestables sufren
desintegraciones que pueden cambiar su
número de protones y neutrones
emitiendo radiación
El núcleo
atómico
• Los electrones en el átomo son atraídos por
los protones a través de la fuerza
electromagnética. Esta fuerza los atrapa en
un pozo de potencial electrostático alrededor
del núcleo, lo que hace necesaria una fuente
de energía externa para liberarlos. Cuanto
más cerca está un electrón del núcleo,
mayor es la fuerza atractiva, y mayor por
tanto la energía necesaria para que escape.
Nube de
electrones

7. Los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones, que
se denomina número atómico y se representa por Z. Los átomos de un
elemento dado pueden tener distinto número de neutrones: se dice entonces
que son isótopos. Ambos números conjuntamente determinan el núclido.
Se denomina isótopos a los átomos de un
mismo elemento, cuyos núcleos tienen una
cantidad diferente de neutrones, y por lo
tanto, difieren en número másico.
En la esquina inferior derecha de esta
placa fotográfica de Joseph John Thomson
están marcados los dos isótopos del neón:
neón-20 y neón-22.

8. Todos los isótopos tienen el mismo número atómico pero difieren en el número
másico. Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la
apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.
• Isótopos naturales. Los isótopos naturales son los que se encuentran en la
naturaleza de manera natural. Por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos
naturales, el protio, el deuterio y el tritio. El tritio es muy usado en trabajos de
tipo nuclear; es el elemento esencial de la bomba de hidrógeno.
• Isótopos artificiales. Los isótopos artificiales se producen en laboratorios
nucleares por bombardeo de partículas subatómicas o en las centrales
nucleares. Estos isótopos suelen tener una vida corta, principalmente por la
inestabilidad y radioactividad que presentan. Uno de estos es el cesio, cuyos
isótopos artificiales se usan en plantas nucleares de generación eléctrica. Otro
muy usado es el iridio-192 que se usa para comprobar la hermeticidad de las
soldaduras de tubos, sobre todo en tubos de transporte de crudo pesado y
combustibles. Algunos isótopos del uranio como el uranio-233 también se usan
en tecnología nuclear.
Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no
estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1200). El concepto de
estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se
debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen un periodo de
semidesintegración extremadamente largo comparado con la edad de la Tierra.

9. Teoría atómica de Dalton
John Dalton desarrolló su modelo atómico,
en la que proponía que cada elemento
químico estaba compuesto por átomos
iguales y exclusivos, y que aunque eran
indivisibles e indestructibles, se podían
asociar para formar estructuras más
complejas (los compuestos químicos).
Esta teoría tuvo diversos precedentes.

10. El modelo atómico de Thomson.
Thomson, sir Joseph john (1856-1940). Físico británico.
Según el modelo de Thomson el átomo consistía en
una esfera uniforme de materia cargada positivamente
en la que se hallaban incrustados los electrones de un
modo parecido a como lo están las semillas en una
sandía. Este sencillo modelo explicaba el hecho de que
la materia fuese eléctricamente neutra, pues en los
átomos de Thomson la carga positiva era neutralizada
por la negativa. Además los electrones podrían ser
arrancados de la esfera si la energía en juego era
suficientemente importante como sucedía en los tubos
de descarga.
J. J. Thomson demostró en 1897 que estos rayos se
desviaban también en un campo eléctrico y eran
atraídos por el polo positivo, lo que probaba que eran
cargas eléctricas negativas. Calculó también la relación
entre la carga y la masa de estas partículas.

11. El modelo de Rutherford.
En el modelo de Rutherford, los electrones
se movían alrededor del núcleo como los
planetas alrededor del sol. Los electrones
no caían en el núcleo, ya que la fuerza de
atracción electrostática era contrarrestada
por la tendencia del electrón a continuar
moviéndose en línea recta. Este modelo
fue satisfactorio hasta que se observó que
estaba en contradicción con una
información ya conocida en aquel
momento: de acuerdo con las leyes del
electromagnetismo, un electrón o todo
objeto eléctricamente cargado que es
acelerado o cuya dirección lineal es
modificada, emite o absorbe radiación
electromagnética.

12. El modelo atómico de Bohr.
Niels Bohr (1885-1962 fue un físico danés que aplicó
por primera vez la hipótesis cuántica a la estructura
atómica, a la vez que buscó una explicación a los
espectros discontinuos de la luz emitida por los
elementos gaseosos. Todo ello llevó a formular un
nuevo modelo de la estructura electrónica de los
átomos que superaba las dificultades del átomo de
Rutherford.
Este modelo implicaba los siguientes postulados:
1.- El electrón tenía ciertos estados definidos
estacionarios de movimiento (niveles de energía) que
le eran permitidos; cada uno de estos estados
estacionarios tenía una energía fija y definida.
2.- Cuando un electrón estaba en uno de estos estados
no irradiaba pero cuando cambiaba de estado absorbía
o desprendía energía.
3.- En cualquiera de estos estados, el electrón se
movía siguiendo una órbita circular alrededor del
núcleo.

13. Es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los
átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de
manera ordenada y con patrones de repetición que se
extienden en las tres dimensiones del espacio. La
cristalografía es el estudio científico de los cristales y su
formación.
El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es
decir, donde las correlaciones internas son mayores. Esto se
refleja en sus propiedades antrópicas y discontinuas. Suelen
aparecer como entidades puras, homogéneas y con formas
geométricas definidas (hábito) cuando están bien formados.
No obstante, su morfología externa no es suficiente para
evaluar la denominada cristalinidad de un material.

14. Si nos fijamos con detenimiento, en estos gráficos existe siempre una
fracción de los mismos que se repite. Asimismo, los cristales, átomos,
iones o moléculas se empaquetan y dan lugar a motivos que se repiten
del orden de 1 Ángstrom = 10-8 cm; a esta repetitividad, en tres
dimensiones, la denominamos red cristalina. El conjunto que se repite,
por translación ordenada, genera toda la red (todo el cristal) y la
denominamos unidad elemental o celda unidad.
En ocasiones la repetitividad se rompe o no es exacta, y esto
diferencia los vidrios y los cristales, los vidrios generalmente se
denominan materiales amorfos (desordenados o poco ordenados).
No obstante, la materia no es totalmente ordenada o desordenada
(cristalina o no cristalina) y nos encontramos una gradación continua
del orden en que está organizada esta materia (grados de
cristalinidad), en donde los extremos serían materiales con estructura
atómica perfectamente ordenada (cristalinos) y completamente
desordenada (amorfos).

15. En la estructura cristalina (ordenada) de los materiales
inorgánicos, los elementos que se repiten son átomos o iones
enlazados entre sí, de manera que generalmente no se
distinguen unidades aisladas; estos enlaces proporcionan la
estabilidad y dureza del material. En los materiales orgánicos
se distinguen claramente unidades moleculares aisladas,
caracterizadas por uniones atómicas muy débiles, dentro del
cristal. Son materiales más blandos e inestables que los
inorgánicos.

16. Montero Dainellys
C.I.: 23.533.593