Ensayo de El Atomo

7/25/2019 Ensayo de El Atomo

1/26

Prof.:

Ing. Juan Carlos Castellanos Meza

Alumna:

Maria Guadalupe Melendez Tostado

Proyecto:

Ensayo de estructura Atmica.

Materia:Ing. e los materiales

Grupo:! "#$

Torren% Coa&uila.

'ndice


2/26

Cap(tulo I

).)Estructura del *tomo

Capitulo II+.) enlace atmico

+.+ enlace inico

+., enlace met*lico

+.- enlace an er /all

Capitulo III

,.) orden de corto alcance comparado con orden de largo alcance,.+ celdas unitarias

,., par*metro de red

,.- n0mero de *tomos por celda

,.1 radio atmico comprado con par*metros de red

,.2 n0mero de coordinacin

,.3 factor de empa4uetamiento

Capitulo I

-.) 5itios intersticiales

Introduccin


3/26

6a estructura de un material puede ser e7aminada en cuatro ni8eles: estructura

atmica% arreglo de os *tomos. Microestructura y microestructura. Aun4ue la

intencin principal de este li9ro es 4ue se comprenda y se pueda controlar lamicroestructura de los di8ersos materiales% primero de9emos entender la

estructura atmica y cristalina. Para ello la estructura atmica influye en la forma e

la 4ue los *tomos se unen entre si esta como presin a su 8ez nos ayuda a

clasificar los materiales como metales% semiconductores% cer*micos.


4/26

Captulo I


5/26

Estructura del *tomo

;n *tomo est* compuesto de un n0cleo rodeado por electrones. El ctrica 4 4ue lle8a cada electrn y cada protn es de )

2? @ ) ? coulom9 CB.

ado por el n0mero de electrones o protones en cada *tomo. Por tanto un *tomo

es el mismo en su con=unto el *tomo es el>ctricamente neutro.

El n0mero atmica de un elemento es igual al n0mero de electrones o protones en

cada *tomo. Por tanto un *tomo de &ierro 4ue contiene +2 electrones y +2

protones tiene un n0mero atmico de +2.

6a mayor(a parte de la masa del *tomo se encuentra en el n0cleo. 6a masa de

cada y cada neutrones es de ).23 7 )?+- g. pero la de cada electrn es de

0nicamente D.)) 7 )?F+! g. 6a masa atmica M 4ue corresponde al n0mero

promedio de protones y neutrones e el *tomo es la masa de una cantidad de

*tomos igual al n0mero de A8ogadro cula gramo. Por tanto la masa atmica

tiene unidades de gmol. ;na unidad alterna por la masa atmica es la unidad de

masa atmica es decir uma 4ue es ))+ de la masa del car9ono )+.


6/26

Estructura electrnica del *tomo

6os electrones ocupan ni8eles de energ(a discontinua dentro del *tomo. e cada

electrn posee una energ(a en particular no e7isten m*s de dos electrones en

cada *tomo como una misma energ(a. Esto tam9i>n implica 4ue e7ista una

diferencia de energ(a discreta entre cual es 4uiera de los ni8eles diferentes de

energ(a.

n tienen

asignados n0meros l ?%)%+%, n N )% si n+ entonces tam9i>n e7isten

dos n0meros cu*nticos cim>ntales. ) ? y i i

6os n0meros acimutales cu*nticos se sim9olizan mediante min0sculas:

5 para i ?

P para i )

para i +


7/26

O para l ,

El n0mero cuentico magn>tico m da el n0mero de ni8eles de energ(a u or9itales.

Para cada n0mero cuentico acimental. El n0mero total de n0mero cu*nticos

magn>ticos para cada l es de +l ). 6os 8alores para m se dan en n0meros

entre Nl y l. Para l + e7isten + +B l 1 n0meros cu*nticos magn>ticos con

8alores F+% Fl% ? ) y +.

,


8/26


9/26

Capitulo II


10/26

+.)Enlaces atomicos

E7isten cuatro mecanismos importantes mediante los cuales los atomos se

enlazan o unen formando solidos. En tres de los cuatro mecanismos% el enlace se

consigue cuando los tomicos llenan sus ni8eles e7ternos. 5 y p.

+.,Enlace metlico

6os elemos metalicos 4ue tiene una electronegati8idad 9a=a%ceden sus electronesde 8alencia para formar un "mar$ de electrones 4ue roden a los atomos. El aluminp

por e=emplo cede sus tres electrones de 8alencia de=ando un cuerpo central

formado por el nucleo y elecrones internos. En 8ista de 4ue en este cerpo central

falten tres electrones cargados negati8amente ste tiene una craga positi8a iguual a

tres. 6os electrones de 8alencia se mue8en li9rremente dentro del mar de

electrones y se asocian con 8arioscentros atomicos. 6os centros atomicos

cargandos positi8aente se mantienen unidos mediante la atraccion mutua con los

electrones produciendo asi un fuerte enlace metalico.

ado 4ue sus electrones no estan fi=os a ninguna posicion en particular los

metales son 9uenos conductres electricos. #a=o la influencia de un 8olta=e aplicado

a los electrones de 8alencia se mue8en &acendo 4ue inflya ua corriente esta

completo.


11/26

+.) Enlace co8alente


12/26

6os materiales con enlace co8alente comparten electrones entre dos o m*s

*tomos. Por e=emplo un *tomo se silicio 4ue tiene una 8alencia de cuatro o9tiene

oc&o electrones en su capa e7terna de energ(a al compartir sus electrones conotro cuatro atamos de silicio 4ue lo rodean. Cada punto de contacto representa un

enlace co8alente por lo 4ue cada *tomo de silicio esta enlazado a cuatro *tomos

8ecinos mediante cuatro enlaces co8alentes.

Para 4ue se formen los enlaces co8alentes los atamos de silicio de9en

organizarse de manera 4ue los enlaces tengan una relacin direccional fi=a entre

ellos. En el caso de silicio esta organizacin produce un teatro con *ngulos de

)?.D.1 entre los enlaces co8alentes.

Aun4ue los enlaces co8alentes son muy fuertes los

materiales enlazados de esta manera por lo general

tienen po9re ductilidad y mal conducti8idad el>ctrica

y t>rmica. Para 4ue se re4uiera de las altas

temperaturas o 8olta=es. Muc&os materiales

cer*micos semiconductores y pol(meros est*n total o parcialmente enlazados

mediante enlaces co8alentes lo 4ue e7plica la razn por la cual el 8idrio se rompe

cuando se cae y por 4u> los ladrillos son 9uenos materiales aislantes.


13/26

+.+ Enlace inico

Cuando en un material se encuentra presentes m*s de un tipo de atamos. ;no

de ellos puede donar sus electrones de 8alencia a un *tomo distinto llenando la

capa energ>tica e7terna del segundo *tomo. Am9os *tomos a&ora tendr*n sus

ni8eles de energ(a e7terna.

El *tomo 4ue cede los electrones 4ueda con carga neta positi8a y es un catin.

En tanto 4ue el 4ue acepta los electrones ad4uieren carga neta negati8a y en su

anin.

6os iones de carga opuesta se atraen entonces el uno u otro y reducen un enlace

inico. 6a conducti8idad el>ctrica es mala la carga el>ctrica se transfiera mediante

el mo8imiento de iones completos lo 4ue por su tamaQo no se desplaza tan

f*cilmente como los electrones.


14/26

+.,Enlaces mistos

Es la mayor parte de los materiales el enlace entre *tomos es una mezcla de dos

tipos. 6os compuestos formados a partir de dos o m*s metales pueden estar

enlazadas mediante una mezcla de enlaces met*licos e inicos parcialmentecunado e7iste una diferencia importante en electronegati8idad entre elementos.

ado 4ue el litio tiene una electronegati8idad de ).? y el aluminio de ).1.

Muc&os electrones compuestos cer*micos y semiconductores 4ue son

com9inaciones de elementos met*licos y no met*licos tienen una mezcla de

enlaces co8alentes e inicos. Conforme aumenta la diferencia de

electronegati8idad entre los *tomos. 6os enlaces se &acen m*s inicos.

+.-Enlaces de 8an deer /aals

6os enlaces de 8an der /aals unen mol>culas o grupos de *tomos mediante una

atraccin electrost*tica d>9il. Muc&os pl*sticos cer*micos agua y otros

moleculares est*n polarizados de manera permanente esto es algunas porciones

de la mol>cula est*n cargados positi8amente en tanto 4ue otras est*n negati8as.

El enlace an deer /aals es un enlace secundario% aun4ue los *tomos dentro de

la mol>cula o grupo de *tomos sigue unidos mediante fuertes enlaces co8alentes

o inicos.


15/26

6os enlaces de an der /aals pueden modificar de manera nota9le las

propiedades de los materiales. ado 4ue los pol(meros por la general tienen

enlaces co8alentes.


16/26

Capitulo II


17/26

,.) rganizacin atmica

El arreglo atmico =uaga un papel importante en la determinacin de la

microestructura y en el comportamiento de un material slido. 6os transductores

cer*micos capaces de detectar tumores en el cuerpo &umano se 9asan en un

arreglo atmico 4ue produce un desplazamiento permanente de las cargas

el>ctricas dentro del material. e9ido a distintas arreglos atmicos se puede

deformar f*cilmente el polietileno se puede estirar el*sticamente de &ule y la

epdica resulta fuerte y 4ue9radiza.

,.) rden de corto alcance comparada con orden de largo alcance

5i no se consideran las imperfecciones 4ue aparecen en los materiales entonces

e7isten tres ni8eles de arreglo atmico.

5in orden en gases como el argn los *tomos no tienen orden y llenan de manera

aleatoria el espacio en el cual est* confundido el gas

rden de corto alcance un material muestra orden de corto alcance si el arreglo

especial de los *tomos se e7tiende solo a las 8ecinas m*s cercanos de dic&o

*tomo.

Cada mol>cula de agua en fase 8apor tiene un orden de corto alcance de9ido a

los enlaces co8alentes entre los *tomos de &idrogeno y o7igeno esto es cada atoo

de o7igeno esta unido a dos *tomos de &idrogeno% formado por un Angulo de)?-.1R entre los enlaces.


18/26

,.) rden de largo alcance

6os metales semiconductores muc&as materiales cer*micos e incluso algunos

pol(meros tienen una estructura cristalina en la cal los *tomos muestran tanta un

orden de corto alcance como un orden de largo alcance el arregl atmico

especial se e7pande. Por todo el material los *tomos formando un patrn

repeti8idad regular en forma de re=illa o de red. 6a red es un con=unto de puntos

conocidos como puntos de red 4ue est*n organizados siguiendo un patrn

peridicamente de forma 4ue el entorno de cada punta en la red es id>ntico.

;no o m*s *tomos 4uedan asociados a cada punto de la red.

,.+Celdas unitarias

6a celda unitaria es la su9di8isin de la red cristalina 4ue sigue conser8ando las

caracter(sticas generales de toda la red. En este te7to se 8er* la celda unitaria y

la estructura cristalina de manera distinta. Al apilar celdas unitarias id>nticas se

puede construir toda la red.


19/26

;na red es un arregl peridico de puntos 4ue definen un espacio. 6a celda

unitaria es una su9di8isin de la red 4ue sigue conser8ando las

caracter(sticas de red.

,., Par*metro de red

6os par*metros de la red 4ue descri9en el tamaQo y a forma de la celda unitaria

incluyendo las dimensiones de los costos de la celda unitaria incluyendo las

dimensiones de los costados de la celda unitaria y los angulos entre sus costados.

En un sistema cristalino cu9ico% solamente es necesario a la longitud de uno de os

costados del cu9o para descri9ir por completo la celda. Esta longitud medida a la

temperatura am9iente es el par*metro de red. A menudo la longitud se da ennanmetros o en angstroms donde:

6 nanmetro nmB )?FD m )? F3 cm )? A

5e re4uiere 8arios par*metros de red para definir el tamaQo y la forma de celdas

unitarias comple=as para una celda unitaria ortorrm9ica% se de9e especificar las

dimensiones de los tres lados de la celda.


20/26

,.-


21/26

es4uina de una celda unitaria estar* compartida por siete celdas unitarias

adyacentes solo una octa8a parte de cada es4uina corresponde a una celda en

particular.

,.1 Kadio atmico comparado con el par*metro de la red

6a direccin en la celda unitaria a lo largo de las celdas unitarias a lo largo de

cuales los *tomos est*n en contacto continuo son las direcciones compactas en

estructuras simples parcialmente la relacin entre el tamaQo aparente del *tomo y

el tamaQo de la celda unitaria al determinar geom>tricamente la longitud de ladireccin relati8a a los par*metros de red y a continuacin sumando los radios

atmicos en esa direccin es posi9le determinar la direccin deseada.

,.2


22/26

,.3 Oactor de empa4uetamiento

El factor de empa4uetamiento es la fraccin de espacio ocupada por *tomos

suponiendo 4ue los *tomos son esferas slidas. 6a e7presin general para el

factor de empa4uetamiento es:

factor de empaquetamiento=(numero de

atomos

celdas)(volumendecadaatomo)

volumende celdaunitaria


23/26

Capitulo Iv


24/26

-.) 5itios de intersticiales

En cual4uier de las estructuras cristalinas 4ue &an sido descritas e7isten

pe4ueQos &uecos entre los *tomos de la red en los cuales se puede colocar

*tomos m*s pe4ueQos. Estos espacios se conocen como sitios intersticiales.

;n *tomo al ser colocado en un sitio intersticial toca dos o m*s *tomos de la red.

Este *tomo intersticial tiene un n0mero de coordinaciones igual al n0mero de

*tomos 4ue toca.


25/26

Conclusiones

6a estructura electrnica del *tomo 4ue 4ueda descrita por un con=unto de cuatro

n0meros cu*nticos ayuda determinar la naturaleza de los enlaces atmicos y de

&ay las propiedades f(sicas y mec*nicas de los materiales. 6os enlaces atmicos

est*n determinados en parte por la forma en 4ue interact0an los electrones de

8alesia asociada con cada *tomo. Para el enlace met*lico encontrando en los

metales tienden a ser d0ctiles y a tener 9uena conducti8idad el>ctrica y t>rmica.

5e pueden organizar los *tomos en los materiales solidos ya sea con orden de

corto alcance o con un largo enlace.


26/26

#i9liograf(a

concurso.cnice.mec.escnice+??1D,Siniciacion...atomoestructura.&tm

prof.us9.8e&re8eroncapitulo+.pdf&ttps:9oos.google.com.m79oosUis9n!-+D)-?!-?
https://books.google.com.mx/books?isbn=8429140840https://books.google.com.mx/books?isbn=8429140840

Ensayo de El Atomo

Documents

Transcript of Ensayo de El Atomo