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Estructura atómica
Macro estructura
Es la estructura del material a nivel macroscópico, escala mayor
a 1000 nm. Las propiedades que constituyen la macro
estructura están la porosidad, los recubrimientos superficiales y
las micro fisuras internas o externas. Ej. recubrimientos
altamente gruesos como pinturas de automóviles.
En la estructura la escala de longitud de
10 a 1000nm.
La resistencia mecánica de muchos
metales y dependen mucho del tamaño
grano.
La microestructura comprende
propiedades como el tamaño promedio
del grano, la distribución de ese tamaño,
la orientación de los granos y otras
propiedades relacionadas con los
defectos en los materiales.
Un grano es una porción del material
dentro de la cual el arreglo de los
átomos es casi idéntico.
Micro estructura.
Arreglo Atómico.
Un examen detenido del arreglo atómico permite distinguir entre materiales
que son
• Amorfos (carecen de un orden de largo alcance de los átomos o iones).
• Cristalinos (tienen arreglos geométricos periódicos de átomos o iones).
Los materiales amorfos sólo tienen arreglos atómicos de corto alcance,
mientras que los materiales cristalinos tienen arreglos de corto y largo
alcance.
Ejemplos clásicos: Materiales amorfos: vidrios y algunos materiales
plásticos. Materiales cristalinos: los metales y sus aleaciones.
Los elementos
Los elementos
Los elementos
Los elementos
Los elementos
Los elementos
Partícula Localización Carga eléctrica relativa
Símbolo Masa Real (g)
Electrón Nube electrónica - 1 e- 9,110 x 10-28
Protón Núcleo + 1 p 1,673 x 10-24
Neutrón Núcleo 0 n 1,673 x 10-24
El átomo
Conceptos
Masa atómica: También suele llamársele peso atómico. Equivale a una doceava parte
de la masa del núcleo del isótopo más abundante del carbono, el carbono -12.
Las masas atómicas de los elementos químicos se suelen calcular con la media
ponderada de la masas de los distintos isótopo de cada elemento teniendo en cuenta la
abundancia relativa de cada una de ellos.
Ejemplo.
Para calcular la masa atómica del litio haremos lo siguiente:
El litio consta de dos isótopos estables el Li-6 (7,59%) con 6,015 y el Li-7 (92,41%) con
7,016 UMAS.
Así pues los cálculos serán como siguen:
7,59x6,015 + 92,41 x 7,016
M= ------------------------------------------------ = 6,94
100
El valor resultante, como era de esperar, está entre los dos anteriores aunque cerca del
Li-7.
� Sus unidades están dadas en UMAS.
Ejemplo
3.08%29.97330Si
4.68%28.97629Si
92.22%27.97628Si
AbundanciaMasa atómicaIsótopo
Determine la masa atómica del Silicio en sus
diferentes isótopos.
Número de Avogadro.
� El número de Avogrado puede definirse como la cantidad de entidades elementales (átomos, electrones, iones, moléculas) que existen en un mol de cualquier sustancia.
� Se trata de la unidad para expresar el peso de los átomos, que equivale a un número muy grande partículas
� 1 mol = 6,022045 x 10 23.
� El número de Avogrado, por otra parte, permite establecer conversiones entre el gramo y la unidad de masa atómica.
Número Atómico.
� Es el número entero positivo que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z. El número atómico es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear.
Conceptos.
ConceptosNúmero Másico.
� El Número másico o número de masa representa el número de los protones y neutrones. Se simboliza con la letra A
Número de neutrones = Número
másico (A) - Número atómico (Z)
A = Z + N El número atómico siempre
estará al lado del número másico.
El número másico se recoge en la tabla
periódica.
Conceptos
Isótopos.
� Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente neutrones y por tanto, difieren en masa. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo
Para el carbono Z=6. Es decir, todos los
átomos de carbono tienen 6 protones y
6 electrones.
El carbono tiene dos isótopos: uno con
A=12, con 6 neutrones y otro con
número másico 13 (7 neutrones)
Electronegatividad
Propiedad química que mide la capacidad de un átomo (o de manera
menos frecuente un grupo funcional) para atraer hacia él los
electrones, o densidad electrónica, cuando forma un enlace covalente
en una molécula.
EI
AE
RA
EN
Propiedades periódicas
Los metales y sus aleaciones presentan enlace
metálico. Tiene electronegatividad baja.
Estos enlaces se forman cuando los átomos ceden
sus e- de valencia, creando un mar de electrones. Los
cuerpos centrales atómicos positivamente cargados
quedan enlazados mediante la atracción mutua con
los electrones libres de carga negativa.
Dado que los e- no están fijos a ninguna posición en
particular esto hace fácil que al aplicarle un voltaje
circulen la electricidad.
Enlace metálico
Enlace covalente
El enlace covalente se debe a la compartición de
electrones, que experimentan simultáneamente
atracciones de aproximadamente la misma
magnitud, por dos o más átomos, rebaja la energía,
por consiguiente, el sistema resultante sea más
estable que los átomos por separado.
Aunque los enlaces covalentes son muy fuertes,
tienen poca ductilidad y mala conductibilidad
eléctrica y térmica. Ejemplo: cerámicos,
semiconductores y polímeros.
En los enlaces covalentes puros los electrones de los
átomos comparten los estados cuánticos y son
compartidos entre los núcleos para formar una
configuración de capa cerrada. H2 ,Cl2 , etc.
También existen entre moléculas de diferentes
átomos: HCl, HF, H2O, CH4, etc
Enlace iónico
Se crea un enlace iónico entre dos átomos distintos con electronegatividades
diferentes . Cuando el sodio dona su electrón de valencia al Cl, cada uno se
convierte en un ión, la atracción ocurre y se forma el enlace iónico.
Siempre existen en compuestos formados entre un elemento metálico y un no
metálico, entre elementos situados en extremos horizontales de la tabla periódica.
Enlace Dipolo Inducido fluctuante.
Este tipo de enlaces es responsable de la condensación y a veces
solidificación de los gases inertes y de otras moléculas
eléctricamente neutras y simétricas. Tales como Ar : - 189 Cº (Tº
de fusión), Cl2: -101 Cº.
Los enlaces de Van der Waals unen moléculas o grupos de átomos mediante una
atracción electrostática débil. Muchos plásticos, cerámicos, agua y otras moléculas que
están polarizadas permanentemente.
Enlace de Van Der Walls
Enlace de Van der Waals
Enlace Dipolo Inducido – Polar
Las moléculas polares también pueden inducir
dipolos en las moléculas más próximas , y el enlace
es la resultante de las fuerzas de atracción entre dos
moléculas.
Enlace de Van der Waals
Enlace Dipolo- Puente de Hidrógeno
La atracción electrostática entre regiones de carga
positiva de la molécula y regiones de carga negativa de
una segunda molécula unen de manera débil una segunda
molécula , esto se llama enlace puente de hidrógeno y
ocurre cuando las regiones polarizadas esta formada por
átomos de hidrogeno.
Fuerzas de Van der Waals en polímeros
Los enlaces de Van der Waals
pueden modificar notablemente las
propiedades de los materiales.
Dado que los polímeros por lo
general son enlaces covalentes
esperaríamos que el PVC sea muy
frágil. Pero este material contiene
moléculas muy largas en forma de
cadena. Dentro de cada una de estas
los enlaces son covalentes. Pero las
cadenas individuales se forman por
medio de enlaces Van der Waals.
¿Cuál es el porcentaje de carácter iónico de
H-F, CsCl?
Enlaces Mixtos
( )[ ]( )225,01100 BA
xxe
−−−=iónico carácter %
