Ciencias de materiales

Tema N0 1
ESTRUCTURA Y CRISTALIZACION DE LOS METALES

1.1-ÁTOMO: es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia. Un átomo esta constituido de tres partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Esta compuesto de un núcleo rodeado por electrones. La carga eléctrica “q” que llevan cada electrón y cada protón es de 1,6 x 10-9 Coulombs ( C ).

El númeroatómico de un elemento es igual al número de electrones y de protones de cada átomo. Por tanto, un átomo de hierro, que contiene 26 electrones y 26 protones, tiene un número atómico de 26.
La masa de cada protón y de cada neutrón es 1,67x 10-24 g, pero la de cada electrón es únicamente 9,11 x 10-28 g.
La masa atómica , que corresponde al número promedio de protones y neutrones en el átomo es la masade una cantidad de átomos igual al número de Avogadro, 6,02 x 1023 mol-1 ( unidades: gramos/mol ; átomos/mol) , es el número de átomos ó moléculas en un mol. Por tanto la masa atómica tiene unidades de g/mol .

1.2.-ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO: El número atómico nos indica el número de electrones en órbita alrededor del núcleo y que el núcleo tiene una carga positiva que balancea la carganegativa de los electrones.
Se trazaron bosquejos sencillos de los átomos mostrando los electrones en anillos o capas de diferentes niveles de energía .

Ej: estructura atómica del Magnesio 8Mg) Z=12

7s2 7p6 7d10
6 s2 6 p6 6 d10 6 f14
5 s2 5 p6 5 d10 5 f14
4 s2 4 p6 4 d10 4 f14
3 s2 3 p6 3 d10
2 s22 p6
1 s2

1s2 2s2 2p6 3s2

1.3.-ENLACES ATÓMICOS:Es la unión ó conexión entre los átomos.

Se tienen por lo general dos tipos de enlaces: primarios y secundarios.
Entre los enlaces primarios se tienen: los metálicos, los iónicos y los covalentes. Su energía de enlace va de 200 a 700 Kj/mol. Entre los enlaces secundarios se tienen los de inducción y los permanentes. Su energía deenlace va 0,99 a 21 Kj/mol.

1.3.a.-ENLACE METÁLICO: Actúan fuerzas interatómicas relativamente grandes creadas por la compartición de electrones deslocalizados que conducen a la formación de un fuerte enlace no direccional entre átomos. El enlace metálico se forma cuando los átomos ceden sus electrones, creando un mar de electrones ó una nube electrónica. El enlace metálico, que se da entre dosmetales.

Enlace metálico ( electrones deslocalizados)

1.3.b.-ENLACE COVALENTE: El nombre covalente deriva de “la distribución compartida, cooperativa, de electrones de valencia” entre dos átomos adyacentes. Actúan fuerzas interatómicas relativamente grandes creadas por la compartición de electrones entre átomos dando lugar un enlace direccional.
Comparten electrones entre dos ó más átomos;aunque los enlaces covalentes son muy fuertes, los materiales enlazados de esta manera por lo general tienen pobre ductilidad y mala conductividad eléctrica y térmica. Para que se mueva un electrón y pueda transportar corriente, debe romperse el enlace covalente, lo que requiere de altas temperaturas ó voltajes. Se da ente elementos no metálicos.

2 átomos de cloro, número atómico 17, formando unenlace covalente

1.3.c-ENLACE IÓNICO: Actúan fuerzas interatómicas relativamente grandes, por transferencia electrónica se producen iones positivos y negativos que se mantienen unidos por fuerza de Coulomb ( atracción entre iones cargados positivamente e iones cargados negativamente). Este es un enlace no direccional y relativamente fuerte. Este enlace ocurre entre elementos metálicos y nometálicos.
Químicamente se sabe que la capa exterior de un elemento no metálico contiene un mayor número de electrones que la capa exterior de un metal. Por ejemplo la capa exterior de un átomo de cloro contiene 7 ( siete) electrones y existe una fuerza motriz capas de atraer un electrón para así formar un grupo estable de 8 ( electrones). Cuando reacciona el sodio, que tiene un electrón de...