Ciencia de los materiales

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Estructura Atómica
Introducción

En el presente trabajo se busca examinar la estructura atómica con el objetivo de tener una mejor visión y comprender la forma en que afecta a las propiedades y las aplicaciones de los materiales de ingeniería.
La estructura de los materiales se puede analizar en cinco niveles diferentes: estructura atómica, macroestructura, microestructura,nanoestructura, arreglos atómicos de corto y largo alcance.
La estructura atómica influye en la forma en que los átomos se unen entre sí y producen distintos arreglos atómicos o iónicos de los materiales. La estructura atómica incluye los bloques estructurales de la materia formados por todos los átomos y sus arreglos. A partir de estos bloques estructurales es que emergen todos los niveles de la estructura:nano, micro y macro nivel.
Además, el tener un conocimiento sólido de: la estructura atómica, las configuraciones de enlaces atómicos y moleculares será esencial para una buena elección de los materiales en la ingeniería así como para poder desarrollar nuevos materiales avanzados.

Conceptos Fundamentales
Antes se solía afirmar al átomo como una partícula indivisible la cual era el fundamentode la materia. En la actualidad se sabe en el átomo existe una serie de partículas subatómicas donde los protones, electrones y neutrones son las más importantes.

El modelo común más simple de un átomo es el de un núcleo muy pequeño del orden de 10-14 m de diámetro rodeado por una nube de electrones relativamente poco dispersa y de densidad variable donde el diámetro del átomo es del orden de10-10 m.
El núcleo contiene a los protones y neutrones y aglutina casi toda la masa del átomo. El protón tiene una masa de 1.673×10-24 g mientras que el neutrón es ligeramente más pesado que el protón y tiene una masa de 1.675×10-24 g.
En la nube electrónica, el electrón tiene una masa muy inferior, su masa es de 9.109×10-28 g (es decir que la masa del protón es 1836 veces la masa del electrón).Los neutrones tienen una carga nula, y los protones una carga positiva de 1.602×10-19 coulomb (C), mientras que los electrones tienen una carga negativa de 1.602×10-19 coulomb (C). De esta forma los electrones se mantiene cerca del núcleo por atracción electrostática. Y dado que la cantidad de electrones y protones es el mismo al interior del átomo, este posee una carga total nula.

NúmeroAtómico
El número atómico de un elemento corresponde al número de protones que contiene cada uno de sus átomos. Se identifica con la letra Z. En base a este número se ubican los elementos en la tabla periódica. Z define al elemento. A cada átomo con un número atómico determinado se le asigna un símbolo por el cual se lo reconoce. En otras palabras, los átomos del mismo elemento tendrán igualZ, y los de elementos diferentes, diferente Z.
Por ejemplo:   Z=11 corresponde al elemento Na
                    Al elemento Fe le corresponde el Z=26

Masa Atómica
La masa atómica relativa de un elemento es la masa en gramos de 6.023×1023 átomos (número de Avogadro NA) del elemento.
La Unidad de Masa Atómica
Un unidad alterna a la masa atómica es la uma. Debido a la extrema pequeñez delos átomos, su masa no puede ser determinada mediante el uso de instrumento alguno, y para poder mensurarlas, se ideó una unidad acorde: la unidad de masa atómica o uma, que se define como 1/12 de la masa del átomo de 12C, y equivale a 1,67 x 10-24 g.
Las propiedades y ubicación de las partículas subatómicas fundamentales se encuentran resumidas en el siguiente cuadro:

Partícula (símbolo)| Ubicación | Masa aproximada (uma) | Carga (escala relativa) |
protón (p o p+) | Núcleo | 1 | +1 |
neutrón (n o no) | Núcleo | 1 | 0 |
electrón (e-) | Corteza | 1/1800 | -1 |

El número másico
El número másico de un átomo se define como la suma del número de protones y de neutrones que posee y se representa con la letra A.
La vinculación entre A y Z está dada:
A = Número de...
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