Trabajo atomos y estructura cristalinas

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<p>Instituto Universitario PolitcnicoSantiago MarioExtensin PorlamarTecnologa de los materiales</p> <p>tomos y estructuras cristalinas</p> <p>Prof : realizado por :Julin Carneiro Floriannys Maita C.I 24.720.770</p> <p>Introduccin</p> <p>El tomo es launidad de partculas ms pequeas que puede existir comosustanciasimple (elemento qumico), y que puede intervenir en una combinacinqumica. A lo largo de los siglos, el tamao y lanaturalezadel tomo slo fueron objeto de especulaciones, por lo que su conocimiento avanz muy lentamente. UnModeloAtmico es unarepresentacin grfica que permite explicar, lo mejor posible a la estructura del tomo. Como bien se sabe los tomos son representaciones, pues nadie los ha visto; se deducen de experimentaciones, queevolucionan con la tecnologa.</p> <p>tomoEs launidad de partculas ms pequeas que puede existir comosustanciasimple (elemento qumico), y que puede intervenir en una combinacinqumica.Su trmino en griego significano divisible, propuesto por Demcrito y Leucipo, quienes suponan quelamateriaestaba formada por partculas indivisibles e indestructibles.A lo largo de los siglos, el tamao y lanaturalezadel tomo slo fueron objeto de especulaciones, por lo que su conocimiento avanz muy lentamente. En los siglos XVI y XVII fue el comienzo y desarrollo de la qumica experimental, donde el cientfico ingls John Dalton propuso que lamateria est formada por tomos a los cuales asign una masa caracterstica y que difieren de un elemento, y los represent como esferas macizas e indivisibles.Ms adelante el fsico ingles J.J. Thomson con la ayuda de la utilizacin de rayos catdicos, propuso unmodelo simple de cargas elctricas negativas (electrones) en el interior de una esfera positiva.Rutherford plante que en el tomo existe unncleocon carga positiva y los electrones situados en una corteza girando a su alrededor, como un sistema solar. De igual manera, el fsico dans Bohr ampli el modelo de Rutherford, concluyendo queel electrn gira alrededor del ncleo en rbitas circulares y la corteza estaba compuesta de niveles deenerga.Posteriormente Sommerfeld propuso queel electrn gira es en rbitas elpticas y no circulares.</p> <p>Modelo atmico:</p> <p>UnModeloAtmico es unarepresentacin grfica que permite explicar, lo mejor posible a la estructura del tomo. Como bien se sabe los tomos son representaciones, pues nadie los ha visto; se deducen de experimentaciones, queevolucionan con la tecnologa. En laantigua Grecia, los primeros filsofos opinaban quelamateriaestaba constituida por minsculas partculas indestructibles, que llamarontomos.Se trataba solo; sin embargo, de una doctrina filosfica, que no logr aceptacin universal por falta de testimonios experimentales.</p> <p>Estructura del tomo En el tomo distinguimos dos partes: elncleoy lacorteza.</p> <p> El ncleo es la parte central del tomo y contiene partculas con carga positiva, losprotones, y partculas que no poseen carga elctrica, es decir son neutras, losneutrones. La masa de un protn es aproximadamente igual a la de un neutrn.</p> <p> La corteza es la parte exterior del tomo. En ella se encuentran loselectrones, con carga negativa. stos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del ncleo.La masa de un electrn es unas 2000 veces menor que la de un protn.Los tomos son elctricamente neutros, debido a que tienen igual nmero de protones que de electrones. As, el nmero atmico tambin coincide con el nmero de electrones.</p> <p>Propiedades de los tomos</p> <p>Los tomos son partculas complejas que estn compuestos a su vez de ms o menos partculas. Cada tomo es como un sistema planetario en el que, fundamentalmente los protones del ncleo, cargados positivamente, interaccionan con los electrones de la periferia, cargados negativamente.Estas interacciones, que condicionan su comportamiento, pueden medirse de forma indirecta estudiando ciertas propiedades de los tomos.</p> <p> Como propiedades de los tomos nos interesan las siguientes: </p> <p> El tamao: Consideraremos el tamao de un tomo como el espacio que ocupa su nube electrnica.</p> <p> El potencial de ionizacin: Es la energa que hay que ceder a un tomo en estado gaseoso para arrancarle su electrn ms externo. Las reacciones entre tomos (y molculas) se establecen mediante intercambio o comparticin de electrones y, por tanto, es un parmetro importante para conocer su reactividad.</p> <p> La afinidad electrnica: Es la energa que se pierde o se gana cuando un tomo acepta un electrn en su capa ms externa disponible. Es un parmetro cualitativamente complementario del anterior que perimite conocer su reactividad.</p> <p> La electronegatividad: Es la capacidad que tiene un tomo de atraer hacia s un par de electrones que comparte con otro tomo para formar un enlace. Este parmetro es muy importante para comprender la reactividad de las molculas.</p> <p>Tipo de modelos de atomos</p> <p>Modelo atmico de Thomson Thomson era un cientfico de origen britnico, fue quien descubri los istopos y los electrones. Fue quien gan el premio nobel de fsica en el ao 1906. Su teora sobre el tomo sostena que los tomos se mantenan formados por electrones con carga negativa en un tomo con carga positiva.Fue gracias a la electricidad que Thomson logro desarrollar su modelo.Su teora sobre el tomo sostena que los tomos se mantenan formados por electrones con carga negativa en un tomo con carga positiva.Fue gracias a la electricidad que Thomson logro desarrollar su modelo.</p> <p>Modelo atmico de RutherfordRutherford estableca que el tomo estaba compuesto de un ncleo atmico que posea una carga positiva y de una corteza en donde los electrones (los cuales tienen carga negativa) giran con gran velocidad en los alrededores del ncleo donde se encontraba toda la masa del tomo.</p> <p>Defina esa masa como una concentracin de carga positiva. Este se encarg de estudiar las partculas radioactivas que son las partculas beta, gamma y alfa. Fue quien primero defini un modelo atmico en el que demostr que un tomo estaba compuesto de un ncleo y de una corteza. Este gan el premio nobel de la qumica en el ao 1908.</p> <p> Modelo atmico de Sommerfeld Sommerfeld era un fsico alemn, la aportacin ms significativa de este fsico fue el cambio del concepto de las rbitas circulares, que definan los electrones en el modelo atmico de Bohr por las rbitas elpticas. El hallazgo deSommerfeld fue el perfeccionamiento del modelo de Bohr con las rbitas elpticas lo que permiti el descubrimiento del nmero cuntico Azimutal. Mientras mayor era este nmero mayor seria la excentricidad de la rbita elptica que describa al electrn.</p> <p>Modelo atmico cbico de Lewis Gilbert Newton Lewis fsico y qumico estadounidense quien realiz muchos trabajos cientficos de los cules se cabe mencionar la estructura de Lewis tambin llamada como el diagrama de punto. Este modelo atmico se basaba en un cubo, donde este deca que los electrones de un tomo estaban colocados de forma cbica. Lewis vivi entre los aos 1875 y 1946.</p> <p>Modelo atmico de Bohr Este modelo atmico explicaba yafirmaba la expresin emprica que haba conseguido Rydberg. Sostena que el ncleo del tomo de hidrgeno tena un protnen l, y girando a su alrededor haba un electrn. El modelo que Bohr surga de la idea del modelo de Rutherford, usando conceptos que eran estudiados por Max Planck y Einstein, varios aos antes.Gracias a la simplicidad de este modelo, an en la actualidad se usa para resumir la estructura de la materia. Modelo atmico de Dalton Dalton fue un qumico y matemtico de origen britnico, es de su nombre que procede la palabra Daltonismo. Fue Dalton quien escribi sobre el daltonismo porque l mismo lo padeca. Por otro lado, fue el primero que desarroll un modelo atmico con bases cientficas.</p> <p>Estructura CristalinaLosnudosde las distintas celdillas, sealados por bolitas negras en las figuras de lasredes de Bravas, son todos equivalentes yno estn ocupados necesariamente por un nico tomo. En determinados materiales cada nudo puede tener asociado una molcula, un grupo de tomos, o incluso, un grupo de molculas. Esto es particularmente frecuente en el caso de materiales cermicos y polimricos.Al tomo, molcula o grupo de tomos o de molculas que se debe asociar a cada nudo de la red para reproducir todo el cristal se lo denominabaseomotivo. As pues, unaestructura cristalina realun cristal se construye colocando unabaseen cada una de las posiciones marcadas por la red de Bravas correspondiente (o sea en sus nudos). Es decir, los trminos red y estructura no son sinnimos y no deberan confundirse, aunque es relativamente frecuente verlos empleados de modo incorrecto. Esquemticamente, podemos resumir esta idea diciendo queestructuracristalina=redespacial+base.</p> <p>Caractersticas de las estructuras cristalinasLa descripcin detallada de unaestructura cristalinano consiste nicamente en la identificacin del tipo deredque subyace en ella cul es el tipo deceldilla unidady cules son sus dimensiones, tambin otras caractersticas resultan extraordinariamente tiles y se utilizan con frecuencia.</p> <p>Consideremos la red cbica simple representada en la siguiente figura (el inters por esta red reside en su simplicidad). La celdilla de la estructura real tomar el aspecto que se muestra en la parte derecha de la figura. Como puede verse, los tomos considerados como esferas duras se tocan a lo largo de las aristas del cubo. Hay otro aspecto interesante: los tomos no rellenan completamente el volumen de la celdilla. Son este tipo de caractersticas las que ahora nos interesa describir.</p> <p>Red cubica simple. Estructura cubica simple.</p> <p>Tipos de estructuras cristalinas</p> <p>Adems de los factores qumicos, en cuanto a los factores geomtricos, hay que tener en cuenta la forma de las partculas constituyentes de la estructura. As, cuando tenemos tomos iguales que se unen mediante enlace metlico, se forman losempaquetamientos densosque se describen como un empaquetamiento de esferas tal que cada una de ellas se rodea de otras doce</p> <p> Empaquetado cbico compacto (ECC):Se trata de un empaquetado ABC en el que la tercera capa cubre los huecos de la primera que no han sido cubiertos por la segunda</p> <p>La red basada en el ECC es una red cbica centrada en las caras. Su orientacin respecto del empaquetado compacto es la siguiente:</p> <p> Empaquetado hexagonal compacto (EHC):Se trata de un empaquetado ABA en el que la tercera capa ocupa exactamente la misma posicin que la primera, constituyendo las estructuras ms compactas o densas posibles. Es una estructura caracterstica de muchos metales como el oro, plata, plomo, etc.</p> <p>La red basada en el EHC es una red hexagonal mltiple con un nudo adicional en su interior.Existen empaquetados de orden superior que daran lugar a estructuras con alternancias de empaquetados cbicos y hexagonales compactos. Coordinacin de lugares interatmicos en empaquetados densosLos empaquetados cbicos y hexagonales poseen una caracterstica muy importante:"la disposicin regular de sus posiciones atmicas determina la existencia de posiciones interatmicas con un nmero de coordinacin fijo y determinado"As, segn los intersticios que surgen de las secuencias compactas de empaquetamiento (cbico compacto o hexagonal compacto), que aparecen, fundamentalmente, en coordinacin tetradrica (coordinacin 4) y octadrica (coordinacin 6), estn ocupados total o parcialmente por cationes, se originarn diferentes tipo </p> <p>Conclusin</p> <p>Los tomos son partculas complejas que estn compuestos a su vez de ms o menos partculas. Cada tomo es como un sistema planetario en el que, fundamentalmente los protones del ncleo, cargados positivamente, interaccionan con los electrones de la periferia, cargados negativamente. La descripcin detallada de unaestructura cristalinano consiste nicamente en la identificacin del tipo deredque subyace en ella cul es el tipo deceldilla unidady cules son sus dimensiones, tambin otras caractersticas resultan extraordinariamente tiles y se utilizan con frecuencia. Consideremos la red cbica simple representada en la siguiente figura (el inters por esta red reside en su simplicidad). La celdilla de la estructura real tomar el aspecto que se muestra en la parte derecha de la figura. Como puede verse, los tomos considerados como esferas duras se tocan a lo largo de las aristas del cubo.</p> <p>Bibliografa</p> <p>http://www.mastiposde.com/atomos.html</p> <p>http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/estructura.htm</p> <p>https://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/QOT/T0/speriodico_exported/l134.htm</p> <p>http://www.mim-us.es/estructuras_cristalinas/estructura_cristalina2.html</p> <p>http://www.mim-us.es/estructuras_cristalinas/caracteristicas.html</p> <p>http://www2.uned.es/cristamine/cristal/estr_tipos.htm</p>