Estructura Atómica de Los Materiales_semana 3_itm

8/18/2019 Estructura Atómica de Los Materiales_semana 3_itm

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ESTRUCTURA INTERNA DE

LOS MATERIALES

Profesora:

Libia Baena

Semana 3


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CONTENIDO

Estructura subatómica

Conguración electrónica

Tabla periódica

Tipos de enlace. Enlace metálico.

Enlace iónico co!alente.

Enlaces en los materiales


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ESTRUCTURA SUBATÓMICA

El átomo se estructura a partir de un sistema similar a unsistema planetario en el cual una nube de electrones rodean

el núcleo formado por protones y neutrones


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El átomo se estructura a partir de un sistema similar a un

sistema planetario en el cual una nube de electrones rode

el núcleo formado por protones y neutrones

El átomo como un todo es

eléctricamente neutro

CONSTITUCIÓN DEL A

ESTRUCTURA SUBATÓ


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ATOMO: es la unidad elemental básica "ue puede e#p

cambio "u$mico.

CONSTITUCIÓN DEL ATOMO: %&cleo central con carga p

toda la masa atómica concentrada en 'l (protones n

Corte+a formada por electrones "ue giran alrededor* sin m

MOLECULA: m$nima porción "ue conser!a todas las propi

material. (formada por uno o !arios átomos)



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,idrógeno

Carbono

-#$geno

%itróge



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n Electrón es considerado como una part$cula diminuta fun

forma parte de la estructura del átomo con una carga el'ctrica n

orbita alrededor del n&cleo atómico* el electrón aporta la m

propiedades sico/"u$micas de los elementos materiales de

electrón es representado con el s$mbolo e/

Electrones, Protones yNetrones

la suma de cargas positi!as es igual al

cargas negati!as o electrones* 0aciendo

estable el átomo.


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Electrones, Protones y Netrones

Los electrones inter!ienen aportan la maor$a de las propiedades scoelementos "ue nos rodean

Esta diminuta partícula es la fuente de la vida y de todos l

que nos rodean.

El magnetismo de un imán es producido por el ordenamiento de los electrodirección.

Las fuer+as de atracción repulsión de cual"uier átomo* mol'cula o material ese#ceso o ausencia de electrones.

Los procesos "u$micos de o#idación están basados en una transferencia de material a otro.

Los enlaces "u$micos "ue forman las mol'culas* te1idos órganos "ue crean la están basados en la compartición o emisión aceptación de electrones entre los

La electricidad "ue alimenta a todos los aparatos má"uinas "ue utili+amos

basado en el mo!imiento o 2u1o de electrones...


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Con el transcurso del tiempo se descubrió "ue el n

átomos está formado por neutrones y protones.

Electrones, Protones yNetrones

Los protones son lo "ue aportan las carg

positi!as al átomo


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N!"ero at#"ico $%&

%&mero total de protones "ue

tiene el átomo.

Sus propiedades !ienen dadaspor el n&mero de part$culas

"ue contiene

Los átomos de diferentes elementostienen diferentes n&meros de electrones

protones.

n átomo en su estado natural es neutro tiene n&mero igual de electrones

protones.

Si el átomo es n

n&mero de electroncon el de protones

4.

En 5653 7osele dem

regularidad e#ist!alores de las loonda de los rao

por diferentes mbombardeados c

los n&meros estos elemento


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Los átomos del elemento 0idrógenotienen 5 protón en el n&cleo su 4 95 esto ser$a ;,

N!"ero at#"ico$%&

n átomo de sodio %a tiene un n&mero atómico55* posee 55 electrones 55 protones.

n átomo de magnesio 7gatómico 5


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Este 0ec0o permitió clasicar a loselementos en la tabla periódica en ordencreciente de n&mero atómico.

En la tabla periódicase ordenan de acn&meros atómicos

creciente.

N!"ero at#"ico $%&


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N'"ero M(SICO $A&El n&mero másico se insuper$ndice situado a de su s$mbolo* sobre atómico.

Para todo átomo e ión:

%&mero másico (A) 9 %&mero atómico (%neutrones

A 9 % ) N

Cantidad de neutrones "ue posee un átomo: ?@ / 4?* (%&menos %&mero atómico) consultando antes en la tabla

cantidades correspondientes.

SUMA%&mero de protones el n&mero

de neutrones


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Con*+racin Electrnica


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CON-IURACIÓN ELECTRÓNICA

Consiste en distri/ir a los electrones en los ni0eles,

y or/itales del 1to"o.

La *nalidad es la de conocer c1ntos electrones e2t

el 'lti"o ni0el de ener+3a& tiene y de ese "odo d

propiedades 43"icas del ele"ento en cestin.

Nota5

• E#iste un n&mero má#imo de electrones en csubni!el.


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Recorde"os5

Es una región donde e#iste la maor probabilidad de electrón

En cada orbital sólo puede 0aber 0asta 6 electronestener giros o espines opestos.

Para representar grácamente un orbital se emplea para representar el electrón( o )↑ ↓

OR7ITAL

Tipos de or/itales

!ac$o semilleno lleno

5 electrón < electrones(sin electrones)

desapareado apareados

↑ ↑ ↓


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SU7NI8ELES

Esta re+in est1 formada por un conjuorbitales.

Subni!el

A 5 < 3

s p d f

/

Subni!el

% -rbitales 5 3 B C

%D má#imo e < E 5A 5F

s p d f

°


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NOTACIÓN CU(NTICA DE UNSU7NI8EL

nl2

N9 de electrones

S/ni0el $n'"ero c1nticosecndario&Ni0el de ener+3a $n'"ero cprincipal&

E:e"plo5

Si+ni*ca 4e ;ay < electrones en el s/principal $p& del se2to ni0el de ener+3a

=p<

>s? Si+ni*ca 4e ;ay ? electrn en el s/n

4into ni0el de ener+3a.


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Re+la del Serrc;o $Re+la deMoller&

La aplicacin del Principio de A@/a da ori+en a ne"otcnica para deter"inar la con*+racin electr

1to"os.

ió l ó i d á b i


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La conguración electrónica de un átomo se obtiesiguiendo unas reglas:

En cada orbital solo puede 0aber < electrones.

Los electrones !an ocupando el orbital de menor energ$a "u

Cuando se llenan orbitales de la misma energ$a (p o d) primse coloca un electrón en cada uno de los orbitales lueg!an completando.

5

<

3

5s 3s


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Ta/laPeridica

L bl iódi l


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La tabla periódica actual

,enr 7osele(5GG/565)

• En 5653 7osele ordenó los elementos de la tabla periódica usancriterio de clasicación el número atómico.

• Enunció la Hle periódicaI: ?Si los elementos se colocan seg&n&mero atómico* se obser!a una !ariación periódica de susfísicas y químicas?.

“Las Propiedades de los elemvarían en función de sus nú

atómicos”

La tabla de 7endeleJe! condu1o a la tabla perióactualmente utilizada

Ta/la Peridica Moderna


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Ta/la Peridica Moderna

La distribución de los elementos en la tabla periódica pro!iene del 0e

elementos de un mismo rupo poseen la misma con!uració

en su capa m"s e#terna.

Como el comportamiento "u$mico está principalmente dictado por la

de estos electrones de la &ltima capa* de a"u$ el 0ec0o de "ue los ele

mismo rupo tenan similares propiedades físicas y químicas.

n período de la tabla periódica es una columna horizontatabla

n rupo de la tabla periódica es una columna verti

tabla.


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La ta/la peridica actal

Se clasica en cuatro blo"ues:

•Blo"ue HsI: (@ la i+"uierda de la tabla)

•Blo"ue HpI: (@ la derec0a de la tabla)

•Blo"ue HdI: (En el centro de la tabla)

•Blo"ue HfI: (En la parte inferior de la tabla)

,a una relación directa entre el &ltimo orbital ocupado po

átomo su posición en la tabla periódica * por tanto* en s

"u$mica.


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p1 p2 p3 p4 p5 p6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6 17 18

s1 s2

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14

H He

Bloque “s”

Bloque “d”

Bloque “p”

Bloque “f”


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La tabla periódica actual

Los elementos se oranizan en$

• Columnas !erticales denominadas rpos o -a"ilias. So

• Los grupos ?,6 y ?< al ? son los elementos represe

&ltimo electrón ubicado en sus conguraciones electró

orbitales s o p&.

• Los grupos 3 al 5< son denominados de transicin (&lt

ocupa orbitales d o @ ).

• ilas 0ori+ontales denominadas Per3odos. Son .


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!o metalesMetales


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Sistema de clasificaci#n de los elementoContiene informaci#n de elementos espec$f

N' d O id i


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N'"eros de O2idacin


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Electrone+ati0idad $

&y car1cter"et1lico

•

Son conceptos opuestos (a maor χ menormetálico !ice!ersa).

• χ mide la tendencia de un átomo a atraer los eK

χ aumenta 0acia arriba en los grupos 0acia la derec0a en los periodos.


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Electrone+ati0idad

@umenta

M i s m i n

u

e


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ENLACES UFMICO


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Los enlaces "u$micos* son las fuer+as "ue mantienen unidos a los átom

Cuando los átomos se enla+an entre si* pierden* ganan o comparten ele

Son los electrones de !alencia "uienes determinan de "ue forma se un

otro las caracter$sticas del enlace.

Los átomos se unen con la nalidad de lograr un sistema (estructu

debido a "ue logran ad"uirir un estado de menor energ$a.

CONCEPTO DE ENLACEUFMICO


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Tipos de

enlace Nónico

7etálicoCo!alente

l ió i


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Enlace iónico

El compuesto iónico se forma al reaccmetal con un no metal.

Los átomos del metal pierden electforma un catión) los acepta el no

forma un anión).

E:e"plo5 -or"acin del

En


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E:e"plo5 -or"acin delLi-

trans*eren electrn

metal no metal

Eni

catión anión

Li

-

.

..... ..

E l i i Cl N


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Enlace inico entre Cl y Na@or"acin del


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EHERCICIOS5

NaCl

CaO

6O

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓN


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PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓN

@ condiciones ambientales son sólidos cristalinos con un

denida.

Poseen alta temperatura de fusión (generalmente maores

Son solubles en sol!entes polares* como el agua

En estado sólido no conducen corriente el'ctrica* pero

cuando están fundidos o disueltos en agua.

Son sólidos duros "uebradi+os.

NaCl

CaO

E l t1li


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Enlace "et1lico

Las sustancias metálicas están formadas por átomos de

ele"ento "et1lico (ba1a electronegati!idad).

Los átomos del elemento metálico pierden algunos

formándose un catin o Hresto "et1licoI.

Se forma al mismo tiempo una n/e o "ar de electron

de electrones libres* deslocali+ados* "ue no pertenecen a n

en particular.

Enlace


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Enlace"et1lico

Los cationes se repelen entre s$* pero son atra$dos po

electrones "ue 0a entre ellos. Se forma así una red m

Para e#plicar las propiedades caracter$sticas de los met

conducti!idad el'ctrica t'rmica* ductilidad maleabi0a elaborado un modelo de enlace metálico conocido co

de la n/e o del "ar de electrones

Enlace


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Enlace"et1lico

Los átomos de los metales tienen pocos electro

&ltima capa* por lo general 5* < ó 3.

Ostos átomos pierden fácilmente esos electrones

de !alencia) se con!ierten en iones positi!os* p

%a>* Cu* 7g.

Modelo de la n/e o del "ar electrones

Enlace "et1lico


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Enlace "et1lico

Los iones positi!os resultantes se ordenan en el espacio formando la red m

Los electrones de 0alencia desprendidos de los átomos forman

electrones "ue puede despla+arse a tra!'s de toda la red.

Modelo de la n/e o del "ar de elec

Me este modo todo el con1unto de los iones

positi!os del metal "ueda unido mediante

la nube de electrones con carga negati!a

"ue los en!uel!e.

Enlace


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Enlace"et1lico

i d d i


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Propiedades sstancias"et1licas

Ele!ados puntos de fusión ebullición

Nnsolubles en agua

Conducen la electricidad incluso en estado sólid

calientan: cambio f$sico). La conducti!idad es

ba1as temperaturas.

Pueden deformarse sin romperse.

l

Este tipo de enlace se


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Enlace"et1lico

Mado "ue el enlace met"lico se presenta en mezcla

propiedades de las nue!as sustancias son una combin

propiedades de los metales presentes.

átomos de dos o mas metal

aleaciones como el bronce

amalamas.

CLASI-ICACIÓN DE LOS ENL


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CLASI-ICACIÓN DE LOS ENLCO8ALENTES?. ENLACE CO8ALENTESIMPLE

Este tipo de enlace se da cuando entre los átomos ese comparte un par de electrones.

E:e"plo5 -or"acin del CJB

B E.C

6.ENLACE CO8ALENTE


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6.ENLACE CO8ALENTEMULTIPLE

Este tipo de enlace se da cuando entre los átomos se comparte < o más pares de electrones* estos pdoble triple

a&Enlace do/le5 Co"particin de dos pelectrones

E:e"plo5 -or"acin delO6

/&Enlace triple5 Co"particin d


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E:e"plo5 -or"acin delN6

/&Enlace triple5 Co"particin dpares de electrones

PROPIEDADES DE LOS COMPUEST


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PROPIEDADES DE LOS COMPUESTCO8ALENTES

@ condiciones ambientales pueden ser sólidos* l$"uidos o gases.

eneralmente tienen ba1o punto de fusión ebullición.

Son muc0os más compuestos co!alentes "ue iónicos.

7aormente sus soluciones no son conductores de la electricidad

La maor$a son insolubles en disol!ente polares como el agua.

La maor$a son solubles en sol!entes no polares tal como el

carbono (CClF) el 0e#ano (C,5F)

Clasi*cacin de los ele"ento


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Se+'n el tipo de 1to"os 4e

nen5 Metal K No "etal5 uno cede otro acepta

(cationes aniones)

No "etal K No "etal5 ambos toman electrones

electrones

Metal K Metal5 ambos ceden electrones

&E'L( )EL *+,E,*


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&E'L( )EL *+,E,*$

Qossel LeRis establecen "ue los "tomos

adquieren estabilidad química al completar

- electrones en su nivel m"s e#terno

con!uración electrónica semejante a la

de un as noble/* para lo cuál el átomo gana *pierde o comparte electrones durante la

formación del enlace "u$mico.

Clasicación de los ele"entos de


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acuerdo con la regla del octeto

Metales5 Ba1a electronegati!idad* ba1a ene

ioni+ación. Tienden a donar electrones.

No "etales5

@lta electronegati!idad. Tienden a electrones


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E:e"plo ?5 CJB

C

H

H

HH

E:e"plo 65 J6C

H

H

C O

HH

H

C O

E:ercicios


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E:ercicios Mado los siguientes compuestos* agrupar de acuerdo a si co!alentes simples* dobles o triples.

?. ,< 6. Cl< . <

=. C-< . ,


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Materiales0ateriales met"licos% polim1ricos%cer"micos

La diferencia b"sica entre los materiales rad

estructuras atómicas y sus tipos de enlaces

Enlaces At"icos

7ateriales polim1ricos$ predominan los

enlaces del tipo co!alente se forman

mol'culas.

0ateriales cer"micos$ enlaces son del tipo

iónico.

Enlaces y Tipos de


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Enlaces y Tipos deMateriales



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MaterialesLos "ateriales "et1licos yaleaciones

Son sustancias inorgánicas compuestas de

elementos metálicos.

Enlace met"lico.

Los elementos metálicos tienen mu pocos su orbita e#terna los pierden con facilidad

decir "ue son mu electropositi!os)*

diferencia fundamental con los elementos no



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Los "ateriales "et1licos yaleaciones

Materiales

El tipo de enlace atómico es met"lico* en el cual los át

enla+an generan una nube de electrones en la periferia

muc0a mo!ilidad son los responsables por las p

físicas de los metales% en especial su conductivida

el1ctrica, tambi'n por sus propiedades mec"nicas% deformación pl"stica "ue e#perimentan antes d

(ductilidad maleabilidad)* por sus propiedades qu

especial su facilidad para formar aleaciones.



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MaterialesLos "aterialescer1"icos

Son compuestos "u$micos constituidos por me

metales (ó#idos* nitruros carburos) "ue inclue

de arcilla* cemento !idrio..

Los enlaces interatómicos pueden ser de

totalmente iónico% o bien de carácter predomin

iónico con algún carácter covalente.

Los "ateriales1 i


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Los iones de distinta carga se atraen el'ctricamente* s

forman una red iónica.

La estructura es CC* los F cationes están colocados

normales los F aniones ocupan las posiciones octa'dricas

E1: 7g-* Ca-* %i- e-* tienen esta estructura

cer1"icos

Estrctra del clorro de Sodio $NaCl&.

Enlaces y Tipos deM i l


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MaterialesLos "aterialespoli"ricos

Son grandes mol'culas o macromol'culas formadas por muc0as pe"ueUas mol'culas (monómeros) unidas entre si

enlaces co!alentes.

Tienen una e#celente resistencia mecánica debido a "ue

cadenas polim'ricas se atraen.

La maor parte de los pol$meros "ue usamos en nuestra

son materiales sint'ticos con propiedades aplicaciones !

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