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Page 1: Átomos y estructura cristalina,

República bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educación

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Átomos , yEstructuras cristalina

Realizdo por eli jeancaelos Márquez Ing.mt mecanico

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CONOCE SOBRE EL ATOMO

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DEDFINICION DE UN ATOMOUn átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia ordinaria que tiene las propiedades de un elemento químico.1 Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).2 No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanos.Los átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su comportamiento.

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Propiedades de los átomosLas unidades básicas de la química son los átomos. Durante las reacciones químicas los átomos se conservan como tales, no se crean ni se destruyen, pero se organizan de manera diferentecreando enlaces diferentes entre un átomo y otro.Los átomos se agrupan formando moléculas y otros tipos de materiales. Cada tipo de molécula es la combinación de un cierto número de átomos enlazados entre ellos de una manera específica.Según la composición de cada átomo se diferencian los distintos elementos químicos representados en latabla periódica de los elementos químicos. En esta tabla podemos encontrar el número atómico y el número másico de cada elemento:Número atómico, se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que presenta un átomo, que es igual a la de electrones. Todos los átomos con un mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas propiedades químicas. Por ejemplo todos los átomos con un protón serán de hidrógeno (Z = 1), todos los átomos con dos protones serán de helio (Z = 2).Número másico, se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el elemento. Los isótopos son dos átomos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Los isótopos de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.

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Estructura del átomoSegún esto, el átomo quedó constituido así:

- Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y los neutrones.

- Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo.

Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.

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El átomo es divisibleUna vez aceptada la teoría atómica de la materia, los fenómenos de electrización y electrólisis pusieron de manifiesto, por un lado, la naturaleza eléctrica de la materia y, por otro, que el átomo era divisible; es decir, que estaba formado por otras partículas fundamentales más pequeñas.

los fenómenos eléctricos son una manifestación de su carga eléctrica. La unidad de carga eléctrica en el SI es el culombio (C).Hay 2 tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen.

La materia es eléctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene más cantidad de un tipo que de otro.A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de experimentos permitieron identificar las partículas responsables de la carga negativa (el electrón) y de la carga positiva (el protón). Estos experimentos proporcionaron los datos siguientes sobre la estructura de la materia:- El átomo contiene partículas materiales subatómicas.- Los electrones tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental.- Los protones tienen carga eléctrica positiva y mayor masa.- Como el átomo es eléctricamente neutro, hay que suponer que el número de cargas eléctricas negativas (electrones) es igual al número de cargas positivas (protones

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Modelos atómicosEn Ciencia, un modelo intenta explicar una teoría mediante una comparación. Un modelo será tanto más perfecto cuanto más claramente explique los hechos experimentales. El modelo es válido mientras explica lo que ocurre en los experimentos; en el momento en que falla, hay que modificarlo.

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Modelo atómico de ThomsonPor ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico inglés J. J. Thomson supuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones (como las pasas en un pudin).

Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones.- La electrización: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tiene un cuerpo y es la responsable de su carga eléctrica negativa o positiva.- La formación de iones: Un ion es un átomo que ha ganado o ha perdido electrones. Si gana electrones tiene carga neta negativa y se llama anión y si pierde electrones tiene carga neta positiva y se llama catión.

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Modelo atómico de RutherfordEl modelo de Thomson tuvo una gran aceptación hasta que, en 1911, el químico y físico inglés Ernest Rutherford y sus colaboradores llevaron a cabo el "Experimento de Rutherford".

El experimento ofrecía unos resultados que no podían explicarse con el modelo de átomo que había propuesto Thomson y, por tanto, había que cambiar el modelo.

En el experimento se bombardeaba una fina lámina de oro con partículas alfa (positivas) procedentes de un material radiactivo y se observaba que:- La mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina sin cambiar de dirección, como era de esperar.- Algunas partículas alfa se desviaron considerablemente.- Unas pocas partículas alfa rebotaron hacia la fuente de emisión

El Modelo atómico de Rutherford o modelo nuclear establece que:- El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y casi toda la masa.- La carga positiva de los protones del núcleo se encuentra compensada por la carga negativa de los electrones, que están fuera del núcleo.- El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones del átomo.- Los electrones giran a mucha velocidad alrededor del núcleo y están separados de éste por una gran distancia.

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Modelo de Bohr Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de

hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos

de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por

Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein. «El átomo es un pequeño

sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en órbitas bien

definidas». Las órbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas órbitas) Cada órbita tiene una

energía asociada. La más externa es la de mayor energía. Los electrones no irradian energía (luz) mientras

permanezcan en órbitas estables. Los electrones pueden saltar de una a otra órbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un

cuanto de energía (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada órbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación

(luz).

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Modelo de Schrödinger Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo. En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presenciaen una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno. Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía.

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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 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.

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CONOCE SOBRE LAS ESTRUCTURA CRISTALINA

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La estructura cristalina 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 cristalinas.

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Los átomos que pertenecen a un sólido cristalino se pueden representar situándolos en una red tridimensional, que se denomina retículo 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: a) Cristales iónicos: punto de fusión elevado, duros y muy frágiles,

conductividad eléctrica baja y presentan cierta elasticidad. Ej: NaCl (sal común)

b) b) Cristales covalentes: Gran dureza y elevada temperatura de fusión. Suelen ser transparentes quebradizos y malos conductores de la electricidad. No sufren deformación plástica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). Ej: Diamante

c) c) Cristales metálicos: Opacos y buenos conductores térmicos y eléctricos. No son tan duros como los anteriores, aunque si maleables y dúctiles. Hierro, estaño, cobre

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Según la posición de los átomos en los vértices de la celda unitaria de la red cristalina existen: a) Redes cúbicas sencillas: Los átomos ocupan sólo los vértices de la celda unidad. b) 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. c) 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,... d) 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.

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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

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)

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Estructura cristalina ordenada. 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.

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Conclusión

. Se puede decir que con los diferentes modelos que dieron los científicos, se trató de dar una explicación al átomo, que con el tiempo se fueron mejorando, hasta que la actual, que una de ellas es la cuántica. Pero en definitiva, en casi

todos los modelos, se dice que el átomo está formando por electrones que estos tiene carga negativa y un núcleo, en su mayoría. Esto modelos nos dan las

bases de saber cómo son los átomos, o lo que quisieron decir a través de sus modelos, y como lo hicieron. Por otra parte tratan de explicar el significado de las cosas, de todo lo que está hecho en nuestro planeta, tratando de decir que

todas las cosas que nos rodean están hechas por átomos Con esto se ve en definitiva, que todos los científicos que estudiaron el átomo, tenían sus razones,

sus principios y hacían sus experimentos para comprobar su teoría. Esto modelos atómicos han servido con el tiempo, para definir como es el átomo al

cual ayudan a los científicos a explicar esto. La materia cristalina es materia sólida cuyos átomos se disponen ordenadamente. Un mineral es un sólido

homogéneo e inorgánico de origen natural que tiene una composición química y una estructura cristalina determinadas. Las propiedades de los minerales

dependen de su estructura y de su composición. Los minerales y las rocas son muy útiles para el ser humano. Las rocas se clasifican según su origen.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

ESPERO QUE LES AYA SERVIDO


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