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Materiales de Ingeniería
ESTRUCTURA DE LA MATERIA

1

Estructura de la Materia
La materia esta formada por Átomos.
Los Átomos a su vez constan de un núcleo
y electrones circundantes.
El núcleo tiene carga positiva ( protones y
neutrones)
El número de unidades de carga positiva
(protones) es el N° atómico
El número de electrones es igual al de
protones
equilibrio electroestático
2 Estructura de la Materia
El núcleo puede contener también
neutrones.
La suma del número de protones y
neutrones
neutrones (nucleones) es el peso atómico.
El núcleo tiene dimensiones del orden de
10-12 a 10-13 cm, y los átomos tiene
dimensiones del orden 2 a 5Å (1 Å = 10-7 mm)

3

Estructura de la Materia
Casi todas las propiedades físicas y
químicas de los átomos depende delnúmero y de la distribución de sus
electrones exteriores.
Hay un modelo simple y fácil de visualizar
de la estructura del átomo: el modelo de
Bohr. De acuerdo a él, los electrones giran
alrededor del núcleo en orbitas definidas
llamadas “Estados estacionarios de
energía”, en que no hay radiación
4

5

Estructura de la Materia
La emisión o absorción de radiación se
produce al pasar unelectrón de un estado
estacionario a otro.
El número de núcleos de energía o estados
estacionarios está determinado por la
condición cuántica de que el momento
angular del electrón sea un múltiplo entero
de h/2π, en que h es la cte. de Planck
(h = 6,626 x 10-34 J s)

La energía según Plank; E = n h v
Donde: n = 1, 2, …7 y v = frecuencia de emisión o absorción
de energía radiante
Cargadel e 1,60 x 10-19
6

Estructura de la Materia
Cada una de esas orbitas está caracterizada
por dos números cuánticos, el principal “n”
y el azimutal “k”.
Para un valor dado de n, k puede tener n
valores consecutivos a partir de 1 y la
razón n/k, es la razón entre los ejes mayor
y menor de la órbita (excentricidad)
VER:
http://www.chem.arizona.edu/chemt/sim/bohr/
7

Estructura dela Materia
Este modelo no concuerda con las ideas
actuales, que señalan que no se puede
determinar simultáneamente con precisión
la posición y la velocidad del electrón: las
órbitas en lugar de ser círculos o elipses
bien definidos, son regiones del espacio
ocupadas por nubes de electrones de
densidad variable en que hay una
determinada probabilidad de encontrar un
electrón.
8 Estructura de la Materia
Según los nuevos conceptos se requiere de
cuatro números cuánticos para definir el
estado energético de cada electrón con
respecto al núcleo.
Son ellos el número principal “n” que toma
valores enteros consecutivos; el número
azimutal “l”, que tiene para cada “n”
valores desde 0 a “n-1”;el número
magnético “m” que para cada “l”, toma
valores desde “+l”; el número degiro o
“spin” que tiene valores -1/2 y +1/2.
9

Estructura de la Materia
En número “n” define las orbitas o capas de
electrones, cada una de las cuales puede
contener un número máximo de 2n2 electrones
y completado ese número comienza a ocuparse
la capa siguiente.
Dentro de cada una de estas capas hay
subniveles de energía definido por los valores
“l” y dentro de estos, estadosdeterminados
por los sucesivos valores de “m” en los cuales
tienen cabida hasta dos electrones de distinto
“spin”
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Estructura de la Materia
Las capas se designan con las letras
K, L, M, N, O.
Los subniveles azimutales por las
letra
letra s, p, d, f, g.
El cuadro siguiente esquematiza lo
anterior.

11

http://www.ptable.com

n capa

l

m

spin

N°de electrones

1K

0s

0

(1/2), (-1/2)

2 = 2 = 2 x 12

2L

0
1

s
p

0
1, 0,-1

(1/2), (-1/2)
(1/2), (-1/2)

2
6 = 8 = 2 x 22

3M

0s
1p
2d

0
1, 0,-1
2,1,0,-1,-2

(1/2), (-1/2)
(1/2), (-1/2)
(1/2), (-1/2)

2
6
10 = 18 = 2 x 32

4N

0
1
2
3

0
1,0,-1
2,1,0,-1,-2
3,2,1,0,-1,-2,-3 (1/2), (-1/2)

s
p
d
f

2
6
10
14 = 32 = 2 x 42
12

Estructura de la...
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