Estructura atómica y enlaces

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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

MATERIALES DE CONSTRUCCION

“ESTRUCTURA ATÓMICA Y ENLACES

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INTRODUCCION
Este trabajo pretende crear una visión general de la relación que existe entre la estructura, propiedades y procesamiento de un material.
Cabe mencionar que el aspecto fundamental que debe tomarse en cuenta cuando se requiere producir un componente o material conuna geometría y propiedades adecuadas, sería el desempeño que éste tendría que realizar durante su vida útil. Para poder hacer la mejor selección y diseño, debemos tomar en cuenta la compleja relación entre la estructura interna del material, su procesamiento y sus propiedades finales. Cuando alguno de los tres aspectos de esta relación cambia los otros dos se ven afectados. Por lo que resultaventajoso poder determinar la relación que existe entre estos tres aspectos a fin de obtener el producto requerido.
El procesamiento de un material por lo general afecta la estructura de éste. Por ejemplo, una barra de cobre o acero fabricada por fundición tendrá una microestructura diferente a la de una barra obtenida por conformado mecánico. La forma, tamaño y orientación de los granos puede serdiferente. En las fundiciones se pueden observar huecos, debido a la contracción del metal durante la solidificación, burbujas de gas; partículas no metálicas (inclusiones) y granos columnares o estructuras dendríticas desarrolladas en la pared del molde hacia el centro de la pieza.
En el material conformado mecánicamente las partículas no metálicas se deforman en la dirección del flujo al igual quelos granos, la estructura cristalina sufre deformaciones. La estructura y propiedades originales determinan la manera de procesar el material.
En el caso de los polímeros, sus propiedades mecánicas están determinadas por su estructura química y peso molecular. Propiedades como la resistencia a la tensión, módulo de Young, dureza y facilidad de proceso requieren un valor de peso molecular mínimopara alcanzar el óptimo. Si bien la resistencia mecánica aumenta con el peso molecular, la facilidad de procesamiento disminuye. Las variables más importantes que determinan el estado físico de un polímero son la magnitud y naturaleza de las restricciones al movimiento de sus cadenas moleculares, principalmente en el estado amorfo; en cambio cuando existe cierto grado de cristalinidad el material seendurece, aumentando su punto de fusión y propiedades mecánicas. La viscosidad, que es una de las propiedades más importantes de los polímeros, se ve afectada por el grado de ramificación de sus moléculas.
Tipos de sólidos y fuerzas intermoleculares.
Hablaremos sobre la importancia de conocer los diferentes tipos de sólidos y las propiedades generales que los caracterizan.
Los sólidos molecularesestán constituidos por una red cristalina de moléculas independientes que mantienen su identidad dentro de la estructura. Por lo tanto sus propiedades químicas son prácticamente las mismas que las de sus moléculas constituyentes. La mayoría de los compuestos moleculares forman sólidos si se enfrían convenientemente, (a veces es necesario comprimirlos también, como ocurre con el He).
La existenciade líquidos y sólidos moleculares (fases condensadas de la materia), prueba que hay fuerzas intermoleculares que atraen entre sí a las moléculas
Las partículas que constituyen el sólido pueden ser moléculas, átomos o iones, dependiendo de la naturaleza de estas partículas variará la intensidad de las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas en la estructura cristalina del sólido y, portanto, cambiarán las propiedades del sólido:
Si las partículas son átomos, se trata de un sólido atómico, los átomos están unidos por enlaces covalentes que son muy fuertes pero muy dirigidos (los átomos tienen que estar en una posición fija, si el átomo cambia un poco de lugar, el enlace se rompe). Por eso son sólidos muy duros, pero frágiles, con puntos de fusión y ebullición muy elevados. El...
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