APUNTES DE UNIDAD I PROPIEDADES

UNIDAD I

1. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

1.1 Generalidades

Para dar una definición de lo que es un material, primero debe entenderse como esque está conformado. Lo primero es que un material está compuesto por elementos, generalmente los elementos químicos encontrados en la naturaleza y representados en la tabla periódica de elementos químicos. Sin embargo, esto no es todo, en losmateriales estos elementos están relacionados por una composición químicadefinida. Un ejemplo muy sencillo es la sal común, su fórmula química es NaCl, lo que significa que hay un átomo de Sodio (Na) por cada átomo de Cloro (Cl) y es la única forma de obtener este compuesto.

El último factor importante de un material es el acomodo de estos elementos, es decir, su estructura, los materiales estáncaracterizados por tener una estructura, determinada y única, si este acomodo cambia, cambiarán las características delmaterial y por lo tanto se hablará de este como una variación o como otro material distinto.

En ciencia e ingeniería de materiales, existe además otra distinción para losmateriales, y es que deben tener un uso específico, si no es así, entonces se les denomina únicamente sustancia. Porejemplo, el agua (H2O) en estado líquido es una sustancia, pero al enfriarse y convertirse en hielo, se puede usar como un material de construcción, por lo tanto, esta misma agua solidificada, al tener un uso práctico, se le considera un material.

En resumen, los materiales están formados por elementos, con una composición y estructura única y que además, pueden ser usados con algún finespecífico.

Los materiales se clasifican de forma muy general en:
Metales
Cerámicos
Polímeros
Materiales compuestos

Sin embargo, está clasificación no es única, pues los materiales se pueden dividir por su estructura, por sus propiedades físicas y químicas, por sus usos en industrias específicas, etc.

Según su origen, los materiales se pueden clasificar en materiales naturales y materialesartificiales, dependiendo de que se encuentren directamente en el medio natural o sean el resultado de algún proceso de fabricación. Por ejemplo, el granito es un material natural, mientras que el acero es un material artificial.

Según su composición, los materiales se pueden clasificar en elementos y compuestos, homogéneos y heterogéneos, metálicos y no metálicos, inorgánicos y orgánicos, etc.

Segúnsus propiedades, los materiales se pueden clasificar en rígidos y flexibles, tenaces y frágiles, conductores y aislantes, reciclables y no reciclables, etc.




1. 2. Materiales puros

El primer intento de hacer una clasificación de los materiales encontrados en la naturaleza fue hecho por el químico el químico J. W. Döbenreiner en 1829. Él organizó un sistema de clasificación de elementos en elque éstos se agrupaban en conjuntos de tres denominados tríadas. Las propiedades químicas de los elementos de una tríada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. En este caso, la masa de uno de los tres elementos de la tríada es intermedia entre la de los otros dos. Para 1850 ya se podíancontar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.

En 1869, el químico ruso DmitriIvanovichMendeleyev desarrolló una tabla periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas. Colocó lo elementos en columnas verticales empezando por los más livianos, cuando llegaba a un elemento que tenía propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otracolumna. Mendeleiev perfeccionó su tabla acomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento.

En 1914, el físico y químico inglés, Henry Moseley, descubrió que los átomos de cada elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de protones igual al número...