Ejercicio de Metalurgica Fisica

EJERCICIOS DE METALURGIA FISICA

Estructura atómica conceptos fundamentales, los electrones en los átomos la tabla periódica

Z = NUMERO ATOMICO
A = NUMERO MASICO
A - Z = N = NUMERO DE NEUTRONES
Teoría y formulas que hemos de usar en los problemas
La mayoría de los elementos tiene dos ó más isótopos, átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico. Por lo tanto ladiferencia entre dos isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo



Longitud de onda (λ). Es la distancia mínima entre dos puntos que están en el mismo estado de vibración.
Frecuencia (ν). Número de ciclos por unidad de tiempo. Su unidad en el SI es el hertz o hercio (Hz), equivalente a un (ciclo) s-1.
La relación de la longitud de onda con la frecuencia es la siguiente:λ=c/ν
donde c es la velocidad de la luz.(c= 3 · 108 m/s)









PROBLEMAS RESUELTOS


1). Un elemento con número atómico 79 y número másico 197 tiene:

79197 X Z = 79 ; A = 197
n = A - Z
n = 197 - 79 = 118 neutrones
A = p + n p = A - n p = 197 - 118 = 79 protones
Z = p = e = 79

2). El bromo es el único no metal que es líquido atemperatura ambiente. Considerar el isótopo de bromo-81, 8135Br. hallar la combinación que corresponde a el número atómico, número de neutrones y número másico respectivamente.
8135Br
n = A - Z
n = 81 - 35 = 46
Z = p = e = 35
Numero atómico = Z = 35
Numero de neutrones = n = 46
Numero másico = A = 81

3). El átomo de potasio, K, seconvierte en ión potasio perdiendo un electrón. Por tanto si el peso atómico del K es 39, el del ión potasio será 40.
z = p = e
A = z + n A = (Z-1) + n
A - n = z A - n = Z -1
z = 39 z =38



4).Calcular la longitud de onda de un fotón emitido por un átomo de hidrógeno, cuando su electrón desciende del nivel n=3 al nivel n=2.4.Datos: E3 = -0,579 · 10-19cal; E2 = -1,103 · 10-19cal; h = 1,58 · 10-34cal · s




5. La frecuencia de una radiación de longitud de onda 1.2 x 10-7 m es 2.5 · 1015 Hz?
ν = c/λ = 3.108/1.2x10-7= 2.5 x 10 15




FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO ATOMICO
6) Determinar el Factor de Empaquetamiento Atómico del sistema cubico simple, cubico centrado en el cuerpo y cubico centrado en las carasFEA =
Estructura cubica simple
N° ATOMOS =1
V.atomo = volumen de esfera =
FEA = = 0.52

7) Cubica centrado en el cuerpo (BCC)
N°Átomos =2
V.atomo =

FEA= = 0.68

8) Cubica centrada en las caras (FCC)
N°Átomos =4
V.atomo =

FEA= = 0.6

Calculo de la densidad

9) Calcular la densidad del platino(Pt) si su estructura cristalina es cúbica centrada en las caras (FCC), su radio atómico 0.139 nm y su peso atómico 195.1 g/mol.

Este problema es un caso de aplicación directa de la expresión que nos da la densidad volumétrica de un material cristalino a partir de la masa y el volumen de la celda unidad:
P = =
Para el caso concreto de una celda (FCC), la masa será la correspondiente alos cuatro átomos que le corresponden. Para calcular la masa de cada átomo se divide el peso atómico en g/mol por el nº de átomos contenidos en un mol, es decir, el Nº de Avogadro 6.023x1023:
Masa Celda Unidad (FCC) = 4xPat/NAV
Al tratarse de una celda cúbica, el volumen de la celda d parámetro de red a es el volumen de un cubo de lado a, es decir:
Vol. celda unidad =
El enunciado no dadirectamente el parámetro de red del Pt, pero sí que es (FCC) y el radio atómico es 0.139 nm. Mediante la condición de compacidad de la red (FCC) se obtiene el parámetro de red correspondiente:
a = == nm
Dicho todo lo cual, ya estamos en condiciones de calcular la densidad, con la precaución de expresar en cm para obtener la densidad en unidades de g/cm3, que son las habituales:

m===1.29...