Estructura atómica y cristalina

Estructura Atómica y Cristalina
Departamento de Tecnología  ‐ IES San José 

1. INTRODUCCIÓN. 
 
Las  propiedades  y  comportamiento  de  los  materiales  dependen, 
principalmente  de su constitución y de su  estructura. Por  ello estudiaremos la 
disposición geométrica de los átomos y las interacciones que tienen entre ellos. 
 

Dentro  de  la  disposición  adoptada  por  los átomos  en  el  estado  sólido, 

introduciremos el concepto de estado cristalino y no cristalino o amorfo.  
 
2. PARTÍCULAS ELEMENTALES. 
 
Son  aquellas  que  constituyen  los  átomos.  Unas  tienen  el  carácter  estable 
fuera  del  átomo  como  son  el  electrón  o  el  protón,  mientras  que  otras  son 
inestables fuera de él, como el neutrón, mesón, etc. La unión de estas partículas fundamentales  forman  los  átomos,  la  unión  de  estos  forman  moléculas,  y  por 
síntesis, generalmente, podremos obtener las distintas formas de la materia. 
 

Las características fundamentales de las partículas atómicas son la masa, 

carga eléctrica y vida media. 
 

Dependiendo  de  su  masa,  las  clasificaremos  en  tres  grupos  (tomando como referencia el electrón y el protón): 
a) Leptones o partículas más ligeras.  
Ejemplo: electrón, positrón y mesón () o electrón pesado. 
b) Mesones o partículas de masa media. 
Ejemplo: mesón () y mesón (k). 
c) Bariones o partículas de masa igual o superior a la del protón. 
Ejemplo: nucleones, hiperiones, etc. 
 
 

En cuanto a su carga se clasifican en: positivos, negativos y neutros. 

 

Por  último,  en  función de  su  vida  media  o  tiempo  que  tardan  en 

desintegrarse, se les considera estables o inestables. 
 
 

Todas  las  partículas  están  sometidas  a  la  Ley  de  Gravitación  Universal. 

No  obstante  ésta  es  prácticamente  imperceptible  dentro  de  los  parámetros  de 
tamaños subatómicos en que nos movemos. Por esto, el fenómeno gravitatorio 
no  tiene  ninguna importancia  en  la  constitución  estructural  de  los  materiales. 
En  cambio,  si  que  toman  importancia  capital  las  fuerzas  eléctricas  de  tipo 
coulombiano. 

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3. EL ÁTOMO. 
 
Desde  el  punto  de  vista  de  los materiales es  suficiente  considerar  el  átomo 
como  una    estructura eléctrica  formada  por  la  agrupación  de  partículas 
elementales.  Dentro  de  esta  agrupación  se  distinguen  dos  partes 
fundamentales: 


El núcleo, de carga positiva y con toda la masa atómica concentrada en él. 



La corteza, constituida por electrones, que consideramos exenta de masa. 
 
Todo átomo que no esté excitado es neutro desde el punto de vista eléctrico, es decir, la carga de los electrones de la corteza es igual a la carga del núcleo. 
El diámetro del núcleo es del orden de 10‐10 m. Aunque su estructura interna 
no se conoce con exactitud, se sabe que está formado por protones y neutrones 
(nucleones), siendo los primeros los que aportan la carga. Su número coincide 
con  el  número  atómico  Z.  El  número  másico  A  corresponde  a  la  suma  de  los protones y neutrones del núcleo. 
 

 

 

 

 

A  Z  nº de neutrones  

 
Respecto a la composición del núcleo, los átomos se denominan: 


Isótopos, son átomos que tienen el mismo número de protones y distinto de 
neutrones. Por ejemplo O16, O18. 



Isótonos,  son  átomos  que  tienen  el  mismo  número  de  neutrones  pero 
distinto de protones. 

Isóbaros, son átomos que tienen el mismo número másico. 
Se  ha  comprobado  que  la  densidad  de  la  materia  del  núcleo  es 

aproximadamente constante. Por tanto, el volumen del núcleo es directamente 
proporcional a su número másico. 
 

 

 

 

 

R  ro  A 1 / 3  

 
Dónde  ro  =  1.5  ∙  10‐15  m  es  prácticamente  constante  para  todos  los  núcleos 
atómicos. ...