Materiales

terialesTEMA MATERIALES: CLASIFICACIÓN. MATERIALES ESTRUCTURALES Y
FUNCIONALES. ESTRUCTURA ATÓMICA. ESTRUCTURA MOLECULAR. TIPOS
DE ENLACE INTERATÓMICO. ESTRUCTURAS CRISTALINAS Y NO
CRISTALINAS DE LOS SÓLIDOS. ÍNDICES DE MILLER. DETERMINACIÓN
EXPERIMENTAL
DE
LA
ESTRUCTURA
CRISTALINA.
FUERZAS
INTERATÓMICAS Y MÓDULO DE YOUNG. DEFECTOS CRISTALINOS.
Es evidente la influencia de laestructura interna en las propiedades del material, de
manera que si conocemos su estructura, conocemos sus propiedades y si
modificamos la estructura, modificamos las propiedades.
El establecimiento de propiedades periódicas en los elementos y su correlación con
la estructura atómica es un campo de estudio que nos explica muchas propiedades
mecánicas, térmicas, ópticas, eléctricas y magnéticas de losmateriales.
ESTRUCTURA ATÓMICA DE LA MATERIA.
La Ciencia de los materiales está fundada sobre la constitución atómica de la
materia y sobre la forma de producirse el estado sólido por combinación de
átomos.
Las propiedades de los materiales dependen de la estructura cortical de los
átomos y más concretamente de los electrones del último orbital o electores de
valencia, por lo que ha sidomuy útil introducir el concepto de pseudoátomo que ha
hecho posible que se puedan estudiar las propiedades de los elementos ligeros y
pesados y de los compuestos covalentes, iónicos y metálicos a lo largo de todo el
sistema periódico.
Pseudoátomo: consideración práctica para el cálculo de las funciones de onda de los
electrones de valencia, consistente en descartar el influjo de los electronesinteriores
y asimilar dichos electrones con orbitales cerrados y el núcleo a una esfera de carga
positiva pequeña en relación con la carga nuclear.
Las partículas elementales más importantes son el electrón, protón y fotón.
Nombre
Símbolo Masa electrónica
FOTÓN
γ
0 (nula)
ELECTRÓN
e
1 (ligera)
PROTÓN
p
1836 (pesada)

Carga
0
-1
+1

Spin
1
½
½

Vida media
estableestable
estable

Desde el punto de vista de su masa estas partículas pueden clasificarse como de
masa nula, ligera (leptones), medias (mesones) y pesadas (hadrones).
Las partículas elementales se unen entre sí para formar átomos con cuatro tipos de
fuerzas:
A.- Fuerza de gravitación: depende de la masa.
B.- Fuerzas electromagnéticas: dependen de la carga eléctrica y son las que actúan
entre elnúcleo y la nube cortical del átomo, así como entre los diferentes átomos
para formar cristales y moléculas a través de los enlaces interatómicos.
C.- Fuerzas débiles: que intervienen en las transmutaciones de partículas ligeras.
D.- Fuerzas fuertes: que explican la estabilidad de los núcleos. Son de corto alcance
y no actúan sobre los electrones de la corteza atómica.

En lo que se refiereal núcleo está compuesto por protones y neutrones apiñados
en forma compacta mediante las fuerzas fuertes. En él se concentra la masa del
átomo y tiene un carácter eléctrico positivo.
La corteza está formada principalmente por electrones, que son partículas de poca
masa y con carga eléctrica negativa, que giran alrededor del núcleo en diferentes
órbitas de modo que cada átomo viene a sercomo un sistema solar en microescala.
La mayor parte de las propiedades de la materia y de su estructura dependen
de la corteza atómica.
Las cargas electrónicas del núcleo y la corteza de un átomo están equilibradas,
dando lugar a lo que se llama “átomo neutro”. Pero si un átomo pierde o gana
electrones, generalmente de la última capa, adquiere carga positiva o negativa y se
convierte en unión. Los diferentes tipos de uniones entre átomos para formar los
cuerpos sólidos cristalinos, se deben siempre a propiedades de la corteza atómica.
Número atómico: número de orden en el sistema periódico, que coincide con el
número de protones del núcleo.
Número másico: número de protones más neutrones del núcleo. Puede haber
átomos con el mismo número atómico y diferente número másico, por...