REPUBLICA BOLIVARINA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

I.U.P. “SANTIAGO MARIÑO”MATURIN-MONAGAS

MARIANNYS ROTONDO

ÁTOMO

Es la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sinperder sus propiedades químicas.

Aunque el origen de la palabra átomo proviene del griego, que significaindivisible, los átomos están formados por partículas aún más pequeñas,las partículas subatómicas.

Generalmente, estas partículas subatómicas con las que están formados losátomos son tres: los electrones, los protones y los neutrones. Lo quediferencia a un átomo de otro es la relación que se establecen entre ellas.

COMPOSICIÓN ATÓMICA

• Los electrones tienen una carga negativa y son las partículas subatómicasmás livianas que tienen los átomos.

• Los Protones procede de un vocablo griego que significa “primero”. Setrata de una partícula subatómica con carga eléctrica positiva y pesanunas 1.836 veces más que los electrones.

• Los neutrones son aquellas partículas elementales, pesadas, que poseenuna carga eléctrica neutra y una masa aproximadamente similar a la delprotón y que forman parte de los núcleos atómicos junto con losprotones.

Todas estas partículas están presentes en un átomo, menos en el átomo deHidrogeno llamado protio, que no contiene neutrones;

NEUTRONES

+

NUCLEO: PROTONES + NEUTRONES

CARACTERÍSTICAS DE LAS SUB-PARTÍCULAS FUNDAMENTALES DEL ÁTOMO

• Todas las partículas subatómicas presentes en el átomo tienenmasa, peso, volumen y un símbolo.

• Todos los átomos de un elemento químico tienen la mismacantidad de electrones y protones.

• Respecto al tamaño, la partícula más grande es el neutrón, luegomenos grande el protón y por ultimo el electrón.

• En lo referente al peso, el neutrón es la partícula más pesada,mucho menos el protón y casi nada el electrón.

En la práctica solo se toman en cuenta la masa del neutrón y la delprotón, que juntas forman la masa atómica, despreciándose la delelectrón, pues su masa pesa 1,836 veces menos que la masa delprotón.

TEORIAS TÓMICAS

• Aristóteles (384-322 A.C) Creía que la materia era continua y podía dividirse interminablemente en porciones más pequeñas. Aristótelespensaba que toda la naturaleza estaba compuesta de cuatro elementos: Tierra, Aire, Agua y Fuego.

• Demócrito y Leucipo (En el siglo V A.C) Planteaban que las gotas de agua debían estar compuestas por unas partículas indestructibles,es decir, que no se podían dividir. A esta partícula se le denominó átomo (sin división). De acuerdo a estas ideas, al someter a divisionessucesivas cualquier tipo de materia se llegaría siempre al átomo, una partícula indivisible.

MODELOS ATÓMICOS

• John Dalton Dalton propuso la ley de las proporciones múltiples, que consistía enque ciertos elementos se combinan en más de un conjunto de proporciones. Si doselementos forman un compuesto, las diferentes masas de un elemento de uno deesos elementos que se combinan con una masa fija de un segundo elementoguardan entre sí una proporción sencilla de números enteros.

Las ideas principales de su teoría atómica son las siguientes:

Todos los elementos se componen de átomos. No se crean ni destruyen durantelas reacciones químicas.

Todos los átomos de un elemento son iguales, pero los átomos de un elementodifieren de los átomos de otros elementos.

Se forman compuestos cuando los átomos de elementos diferentes se combinanen proporciones fijas y pequeñas de números enteros.

Cuando dos elementos se combinan, cada compuesto tiene una proporción deátomos diferente, pero definida, en números enteros.

En una reacción química, los átomos se reordenan para formar sustancias nuevas.

MODELOS ATÓMICOS

• J.J Thomson Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctricanegativa, a las que se llamó electrones.

De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargadapositivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones

• E. Rutherford Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en sumayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo. Dedujo que el átomo debía estar formado poruna corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.

• Neils Bohr Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor delnúcleo en unos niveles bien definidos.

Bohr supuso que el átomo solo puede tener ciertos niveles de energía definidos, establece así, que loselectrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados. Estas órbitas son estacionarias,en ellas el electrón no emite energía: la energía cinética del electrón equilibra exactamente la atracciónelectrostática entre las cargas opuestas de núcleo y electrón.

El electrón solo puede tomar así los valores de energía correspondientes a esas órbitas. Los saltos delos electrones desde niveles de mayor energía a otros de menor energía o viceversa suponen,respectivamente, una emisión o una absorción de energía electromagnética (fotones de luz).

ENLACES ATÓMICOS

Los enlaces atómicos son los enlaces con los cuales los electrones de los átomos se unen para formar moléculas y por consiguiente através de los mismos se forman los compuestos. Estos enlaces pueden ser de varios tipos.

• Enlace iónico Las fuerzas de interacción entre dos átomos son altas

debido a la transferencia de electrón de un átomo a otro. Este hechoproduce iones que se mantienen unidos por fuerzas eléctricas. Para queexista tal enlace un átomo debe ser altamente electronegativo y el otroaltamente electropositivo. Por ejemplo, la sal común (NaCl).

• Enlace covalente: Las fuerzas de interacción son relativamente altas. Esteenlace se crea por la compartición de electrones. Las moléculas orgánicas(a base de carbono) emplean este enlace.

• Enlace metálico Se da solo entre elementos metálicos, los cuales tienden aceder sus electrones y transformarse en iones positivos. Los electronescedidos forman una nube electrónica alrededor de los iones y puedendesplazarse a lo largo de las estructuras cuando son obligados por algunacausa externa que suele ser un campo eléctrico generado por la tensión deun generador eléctrico

ESTRUCTURAS CRISTALINAS

La estructura cristalina 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 estructura física de los sólidos es consecuencia de la disposición de los átomos, moléculas o iones en el espacio, así como de las fuerzas de interconexión de las partículas:

• Estado amorfo: Las partículas componentes del sólido se agrupan al azar.

• Estado cristalino: Los átomos (moléculas o iones) que componen el sólido se disponen según un orden regular. Las partículas se sitúan ocupando los nudos o puntos singulares de una red espacial geométrica tridimensional.

Los metales, las aleaciones y determinados materiales cerámicos tienen estructuras cristalinasLos átomos que pertenecen a un sólido cristalino se pueden representar situándolos en una red tridimensional, que se denominaretículo espacial o cristalino. Este retículo espacial se puede definir como una repetición en el espacio de celdas unitarias.La celda unitaria de la mayoría de las estructuras cristalinas son paralelepípedos o prismas con tres conjuntos de caras paralelas.

Según el tipo de enlace atómico, los cristales pueden ser de tres tipos:

• Cristales iónicos punto de fusión elevado, duros y muy frágiles, conductividad eléctrica baja y presentan cierta elasticidad. Ej: NaCl (sal común)

ESTRUCTURAS CRISTALINAS

• Cristales covalentes Gran dureza y elevada temperatura de fusión. Suelen sertransparentes quebradizos y malos conductores de la electricidad. No sufrendeformación plástica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). Ej: Diamante

• Cristales metálicos Opacos y buenos conductores térmicos y eléctricos.

No son tan duros como los anteriores, aunque si maleables y dúctiles. Hierro, estaño,cobre.

Según la posición de los átomos en los vértices de la celda unitaria de la red cristalinaexisten:

• Redes cúbicas sencillas

• Redes cúbicas centradas en el cuerpo (BCC)

• Redes cúbicas centradas en las caras (FCC)

• Redes hexagonales compactas (HC

• Redes cúbicas sencillas: Los átomos ocupan sólo los vértices de la celda unidad.

• Redes cúbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los átomos, además de ocupar los vértices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalizan el hierro y el cromo.

• Redes cúbicas centradas en las caras (FCC): Los átomos, además de ocupar los vértices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Cristalizan en este tipo de redes el oro, cobre, aluminio, plata.

• Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal con átomos en los vértices y cuyas bases tiene un átomo en el centro. En el centro de la celda hay tres átomos más. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y magnesio.

CONCLUSIONES

La ciencia e ingeniería de los materiales están íntimamente ligadas ya que el conocimiento y procesos de fabricación de los materiales, posibilita la conversión de los mismos para su uso industrial.

El estudio de la estructura cristalina de los materiales tiene gran importancia puesto que sirve para comprenderlos mejor y de esta manera poder trabajar ciertos materiales teniendo en cuenta todas sus propiedades, infiriendo así el correcto uso y aplicación de los mismos según su clasificación y adaptabilidad al propósito deseado.