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)
ESTRUCTURA SUBATÓMICA
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,idrógeno
Carbono
-#$geno
%itróge
ESTRUCTURA SUBATÓMICA
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n Electrón es considerado como una part$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 <ima 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 <imo 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
<imo electrón ubicado en sus conguraciones electró
orbitales s o p&.
• Los grupos 3 al 5< son denominados de transicin (<
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
<ima 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
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
Enlaces y Tipos deMateriales
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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.
Enlaces y Tipos deMateriales
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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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