2da

Clasificación de los Materiales de
Ingeniería de acuerdo al tipo de
Enlace
Químico
y
Fuerzas
Intermoleculares presentes

Ing. Enrique De La Cruz Sosa

Propósito de la sesión de clases

Comprender la influencia de los Enlaces
Químicos y/o Fuerzas Intermoleculares en la
justificación de las Propiedades de los
Materiales de Ingeniería.

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¿ De qué factores dependen las Propiedades ?
De la …Composición,
Estructura,
Tipo de enlace, y del
Procesado del material
Composición
Propiedades/
Comportamiento
en servicio
¿cuál es la
aplicación final
del material?

¿Es de hierro, de aluminio, o es
un polímero?
¿Qué tipos de elementos y/o
compuestos presenta y en qué
porcentaje se encuentran?

Microestructura
¿el grano es grueso o fino,
está deformado o alargado?

Síntesis
/procesado
¿cómo se lofabricó o se le
proceso?

ESTRUCTURA DE UN MATERIAL
¿A qué se refiere?
A la disposición espacial (arreglo geométrico) de las
unidades estructurales (átomos, iones o moléculas) que
forman parte de una determinada sustancia (pura o
mezcla).

ESTRUCTURA DE UN MATERIAL
Por ejemplo…
Muestra

de

sustancia
constituyente

sal

de

cristalina
principal

cloruro de sodio (NaCl).

mesa,
cuyo
es

el

A nivelmacroscópico…
Pequeño
cristal de sal

ESTRUCTURA DE UN MATERIAL
A nivel sub microscópico o atómico…

“Vemos”
que
internamente
está
formado por un gran
número de átomos, y
que éstos presentan
un
arreglo
geométrico espacial.

… átomos
electrizados
o iones.

NIVELES DE ANÁLISIS DE LA
ESTRUCTURA DE UN MATERIAL


Nivel Macroscópico:
Se observa a simple vista o
con un aumento insignificante
de 30X –40X

• Nivel Microscópico:
Se visualiza con ayuda de
microscopios metalográficos que
dan
una
idea
sobre
la
distribución mutua de las fases,
su forma y dimensiones.

Cristales de sal de mesa

Microestructura de un acero
inoxidable austenítico

Microestructura de un tipo de acero. Se observan
los diferentes granos del metal policristalino.

NIVELES DE ANÁLISIS DE LA
ESTRUCTURA DE UN MATERIAL

Nivel Atómico o submicroscópico:
Organización de los átomos o
moléculas dentro de un cristal.

• Nivel Subatómico:
Organización de la parte interna del átomo,
es decir, interacción electrón - núcleo.

FUERZAS y ENERGÍAS DE ENLACE





Se observa en la distancia de enlace (longitud de enlace)
que…
La fuerza neta es CERO
La energía de enlace (energía neta) toma su valor mínimo
(criterio deestabilidad)
Enrique De La Cruz Sosa

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TIPOS DE ENLACE
I. Enlaces fuertes o primarios: Enlaces químicos
1. E. metálico
2. E. covalente
3. E. iónico
II.

Enlaces débiles o secundarios: enlaces físicos
1. Fuerzas de Van der Walls
1. Interacción dipolo-dipolo (interacción por dipolos
permanentes)
2. Fuerzas
de London (interacción por dipolos
oscilantes)
2. Unión puente de Hidrógeno
Enrique De La CruzSosa

11

COMPARACIÓN ENTRE LOS TIPOS DE ENLACE

Se observa que cerca de la distancia de enlace (longitud de
enlace) …
El enlace fuerte (químico) posee una mayor pendiente así
como de una mayor energía de enlace (en valor absoluto) y
por tanto mayor punto de fusión.
Enrique De La Cruz Sosa

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TIPOS DE ENLACE PRESENTES EN LOS
MATERIALES DE INGENERÍA

SEMICONDUCTORES

POLÍMEROS

METALES

CERÁMICOSEnrique De La Cruz Sosa

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COMPARACIÓN ENTRE LAS TEMPERATURAS DE
FUSIÓN DE ALGUNAS SUSTANCIAS QUÍMICAS

Material
NaCl

Tipo de enlace
Iónico

801

C (diamante) Covalente
-(C2H4)n-

Tf (°C)
Aprox. 3550

Covalente y secundario

Aprox. 120

Cu

Metálico

1084

Ar

Secundario (dipolo inducido – Dispersión de
London)

-189

H2O

Secundario (dipolo permanente – Puente de
Hidrógeno)

0

Enrique De LaCruz Sosa

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Los Enlaces Químicos

¿Por qué es importante estudiarlos…?

Para comprender muchas de las propiedades físicas de los
materiales

es

indispensable

conocer

las

fuerzas

interatómicas que mantienen unidos a los átomos.
Veamos algunos ejemplos:
¿Por qué el diamante (C), es la sustancia natural
de más elevada dureza (capacidad de rayar o
penetrar)?
¿Por qué al golpear con un...