Átomos y estructura cristalina,

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Diapositiva 1

Repblica bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educacini.u.p. Santiago marioMaracaibo edo-zulia-28-9-15tomos , yEstructuras cristalinaRealizdo por eli jeancaelos Mrquez Ing.mt mecanico

CONOCE SOBRE EL ATOMO

DEDFINICION DE UN ATOMOUntomoes la unidad constituyente ms pequea de lamateriaordinaria que tiene las propiedades de unelemento qumico.1Cadaslido,lquido,gasyplasmase compone de tomos neutros oionizados. Los tomos son muy pequeos; los tamaos tpicos son alrededor de 100pm (diez mil millonsima parte de un metro).2No obstante, los tomos no tienen lmites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamao que dan valores diferentes pero cercanos.Los tomos son lo suficientemente pequeos para que la fsica clsica d resultados notablemente incorrectos. A travs del desarrollo de la fsica, los modelos atmicos han incorporado principios cunticos para explicar y predecir mejor su comportamiento.

Propiedades de los tomosLas unidades bsicas de la qumica son los tomos. Durante las reacciones qumicas los tomos se conservan como tales,no se crean ni se destruyen, pero se organizan de manera diferentecreando enlaces diferentes entre un tomo y otro.Los tomos se agrupan formando molculasy otros tipos de materiales. Cada tipo demolculaes la combinacin de un cierto nmero de tomos enlazados entre ellos de una manera especfica.Segn la composicin de cada tomo se diferencian los distintos elementos qumicos representados en latabla peridicade los elementos qumicos. En esta tabla podemos encontrar elnmero atmicoy el nmero msico de cada elemento:Nmero atmico, se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que presenta un tomo, que es igual a la deelectrones. Todos los tomos con un mismo nmero de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas propiedades qumicas. Por ejemplo todos los tomos con unprotnsern de hidrgeno (Z = 1), todos los tomos con dos protones sern de helio (Z = 2).Nmero msico, se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el elemento. Losistoposson dos tomos con el mismo nmero de protones, pero diferente nmero deneutrones. Losistoposde un mismo elemento, tienen unas propiedades qumicas y fsicas muy parecidas entre s.

Estructura del tomoSegn esto, el tomo qued constituido as:- Una zona central oNCLEOdonde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del tomo, aportada por los protones y los neutrones.- Una zona externa oCORTEZAdonde se hallan los electrones, que giran alrededor del ncleo.Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el ncleo, por lo que el conjunto del tomo es elctricamente neutro.

El tomo es divisibleUna vez aceptada la teora atmica de la materia, los fenmenos de electrizacin y electrlisis pusieron de manifiesto, por un lado, la naturaleza elctrica de la materia y, por otro, que el tomo era divisible; es decir, que estaba formado por otras partculas fundamentales ms pequeas.

los fenmenos elctricos son una manifestacin de sucarga elctrica. La unidad de carga elctrica en el SI es el culombio (C).Hay 2 tipos de cargas elctricas:positivaynegativa. dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen.

La materia eselctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene ms cantidad de un tipo que de otro.A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de experimentos permitieron identificar las partculas responsables de la carga negativa (elelectrn) y de la carga positiva (elprotn). Estos experimentos proporcionaron los datos siguientes sobre la estructura de la materia:- El tomo contiene partculas materiales subatmicas.- Los electrones tienen carga elctrica negativa y masa. Cada electrn posee una carga elctrica elemental.- Los protones tienen carga elctrica positiva y mayor masa.- Como el tomo es elctricamente neutro, hay que suponer que el nmero de cargas elctricas negativas (electrones) es igual al nmero de cargas positivas (protones

Modelos atmicosEn Ciencia, un modelo intenta explicar una teora mediante una comparacin. Un modelo ser tanto ms perfecto cuanto ms claramente explique los hechos experimentales. El modelo es vlido mientras explica lo que ocurre en los experimentos; en el momento en que falla, hay que modificarlo.

Modelo atmico de ThomsonPor ser tan pequea la masa de los electrones, el fsico inglsJ. J. Thomsonsupuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del tomo corresponda a la carga positiva, que, por tanto, deba ocupar la mayor parte del volumen atmico. Thomson imagin el tomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones (como las pasas en un pudin).

Este modelo permita explicar varios fenmenos experimentales como la electrizacin y la formacin de iones.- Laelectrizacin: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tiene un cuerpo y es la responsable de su carga elctrica negativa o positiva.- Laformacin de iones: Un ion es un tomo que ha ganado o ha perdido electrones. Si gana electrones tiene carga neta negativa y se llamaaniny si pierde electrones tiene carga neta positiva y se llamacatin.

Modelo atmico de RutherfordEl modelo de Thomson tuvo una gran aceptacin hasta que, en 1911, el qumico y fsico inglsErnest Rutherfordy sus colaboradores llevaron a cabo el "Experimento de Rutherford".

El experimento ofreca unos resultados que no podan explicarse con el modelo de tomo que haba propuesto Thomson y, por tanto, haba que cambiar el modelo.

En el experimento se bombardeaba una fina lmina de oro con partculas alfa (positivas) procedentes de un material radiactivo y se observaba que:- La mayor parte de las partculas alfaatravesabanla lmina sin cambiar de direccin, como era de esperar.- Algunas partculas alfa sedesviaronconsiderablemente.- Unas pocas partculas alfarebotaronhacia la fuente de emisin

ElModelo atmico de Rutherfordo modelo nuclear establece que:- El tomo tiene un ncleo central en el que estn concentradas la carga positiva y casi toda la masa.- La carga positiva de los protones del ncleo se encuentra compensada por la carga negativa de los electrones, que estn fuera del ncleo.- El ncleo contiene, por tanto, protones en un nmero igual al de electrones del tomo.- Los electrones giran a mucha velocidad alrededor del ncleo y estn separados de ste por una gran distancia.

Modelo de Bohr Este modelo es estrictamente un modelo del tomo de hidrgeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenmenos de absorcin y emisin de los gases, as como la nueva teora de la cuantizacin de la energa desarrollada por Max Planck y el fenmeno del efecto fotoelctrico observado por Albert Einstein. El tomo es un pequeo sistema solar con un ncleo en el centro y electrones movindose alrededor del ncleo en rbitas bien definidas. Las rbitas estn cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas rbitas) Cada rbita tiene una energa asociada. La ms externa es la de mayor energa. Los electrones no irradian energa (luz) mientras permanezcan en rbitas estables. Los electrones pueden saltar de una a otra rbita. Si lo hace desde una de menor energa a una de mayor energa absorbe un cuanto de energa (una cantidad) igual a la diferencia de energa asociada a cada rbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energa en forma de radiacin (luz).

Modelo de Schrdinger Despus de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrdinger en 1926, se actualiz nuevamente el modelo del tomo. En el modelo de Schrdinger se abandona la concepcin de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al ncleo, que es una extrapolacin de la experiencia a nivel macroscpico hacia las diminutas dimensiones del tomo. En vez de esto, Schrdinger describe a los electrones por medio de una funcin de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presenciaen una regin delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La grfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energa disponibles en el tomo de hidrgeno. Densidad de probabilidad de ubicacin de un electrn para los primeros niveles de energa.

Estructura cristalinaes la formaslidade cmo se ordenan y empaquetan lostomos,molculas, oiones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repeticin que se extienden en las tres dimensiones del espacio. Lacristalografaes el estudio cientfico de los cristales y su formacin.El estado cristalino de lamateriaes el de mayor orden, es decir, donde las correlaciones internas son mayores. Esto se refleja en sus propiedades antrpicas y discontinuas. Suelen aparecer como entidades puras,homogneasy con formas geomtricas definidas (hbito) cuando estn bien formados. No obstante, su morfologa externa no es suficiente para evaluar la denominadacristalinidadde un material.

CONOCE SOBRE LAS ESTRUCTURA CRISTALINA

La estructura cristalina La estructura fsica de los slidos es consecuencia de la disposicin de los tomos, molculas o iones en el espacio, as como de las fuerzas de interconexin de las partculas: Estado amorfo: Las partculas componentes del slido se agrupan al azar. Estado cristalino: Los tomos (molculas o iones) que componen el slido se disponen segn un orden regular. Las partculas se sitan ocupando los nudos o puntos singulares de una red espacial geomtrica tridimensional. Los metales, las aleaciones y determinados materiales cermicos tienen estructuras cristalinas.

Los tomos que pertenecen a un slido cristalino se pueden representar situndolos en una red tridimensional, que se denomina retculo espacial o cristalino. Este retculo espacial se puede definir como una repeticin en el espacio de celdas unitarias. La celda unitaria de la mayora de las estructuras cristalinas son paraleleppedos o prismas con tres conjuntos de caras paralelas Segn el tipo de enlace atmico, los cristales pueden ser de tres tipos: Cristales inicos: punto de fusin elevado, duros y muy frgiles, conductividad elctrica baja y presentan cierta elasticidad. Ej: NaCl (sal comn) b) Cristales covalentes: Gran dureza y elevada temperatura de fusin. Suelen ser transparentes quebradizos y malos conductores de la electricidad. No sufren deformacin plstica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). Ej: Diamante c) Cristales metlicos: Opacos y buenos conductores trmicos y elctricos. No son tan duros como los anteriores, aunque si maleables y dctiles. Hierro, estao, cobre

Segn la posicin de los tomos en los vrtices de la celda unitaria de la red cristalina existen: a) Redes cbicas sencillas: Los tomos ocupan slo los vrtices de la celda unidad. b) Redes cbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalizan el hierro y el cromo. c) Redes cbicas centradas en las caras (FCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Cristalizan en este tipo de redes el oro, cobre, aluminio, plata,... d) Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal con tomos en los vrtices y cuyas bases tiene un tomo en el centro. En el centro de la celda hay tres tomos ms. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y magnesio.

Diferencia entre vidrios y cristales. 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 gradacin continua del orden en que est organizada esta materia (grados de cristalinidad), en donde los extremos seran materiales con estructura atmica perfectamente ordenada (cristalinos) y completamente desordenada (amorfos)

Estructura cristalina ordenada. En la estructura cristalina (ordenada) de los materiales inorgnicos, los elementos que se repiten son tomos o iones enlazados entre s, de manera que generalmente no se distinguen unidades aisladas; estos enlaces proporcionan la estabilidad y dureza del material. En los materiales orgnicos se distinguen claramente unidades moleculares aisladas, caracterizadas por uniones atmicas muy dbiles, dentro del cristal. Son materiales ms blandos e inestables que los inorgnicos.

Conclusin

. Se puede decir que con los diferentes modelos que dieron los cientficos, se trat de dar una explicacin al tomo, que con el tiempo se fueron mejorando, hasta que la actual, que una de ellas es la cuntica. Pero en definitiva, en casi todos los modelos, se dice que el tomo est formando por electrones que estos tiene carga negativa y un ncleo, en su mayora. Esto modelos nos dan las bases de saber cmo son los tomos, o lo que quisieron decir a travs de sus modelos, y como lo hicieron. Por otra parte tratan de explicar el significado de las cosas, de todo lo que est hecho en nuestro planeta, tratando de decir que todas las cosas que nos rodean estn hechas por tomos Con esto se ve en definitiva, que todos los cientficos que estudiaron el tomo, tenan sus razones, sus principios y hacan sus experimentos para comprobar su teora. Esto modelos atmicos han servido con el tiempo, para definir como es el tomo al cual ayudan a los cientficos a explicar esto. La materia cristalina es materia slida cuyos tomos se disponen ordenadamente. Un mineral es un slido homogneo e inorgnico de origen natural que tiene una composicin qumica y una estructura cristalina determinadas. Las propiedades de los minerales dependen de su estructura y de su composicin. Los minerales y las rocas son muy tiles para el ser humano. Las rocas se clasifican segn su origen.

GRACIAS POR SU ATENCIN ESPERO QUE LES AYA SERVIDO