Estructuras

ESTRUCTURAS AMORFAS Y CRISTALINAS

La forma en que se distribuyen en el espacio los átomos ó moléculas de un material es determinante en sus propiedades macroscópicas, si cambia la estructura cambian las propiedades. La estructura de las moléculas se fundamenta en los enlaces químicos, que son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos.
El tipo de enlace fuerte depende de la diferencia enelectronegatividad y la distribución de los orbitales electrónicos disponibles a los átomos que se enlazan. Podemos clasificar tres importantes tipos de enlace: iónico, covalente y metálico.
Enlace covalente: es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades altas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar loselectrones. Cada par de electrones que se comparten es un enlace. Este tipo de enlace se produce entre elementos muy electronegativos (no metales).
Enlace iónico: es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades muy diferentes. Se produce una cesión de electrones del elemento menos electronegativo al más electronegativo y se forman los respectivos iones positivos (los que pierden electrones)y negativos (los átomos que ganan electrones). Este tipo de enlace suele darse entre elementos que están a un extremo y otro de la tabla periódica.
Enlace metálico: es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades bajas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar electrones. Se crea una nube de electrones que escompartida por todos los núcleos de los átomos que ceden electrones al conjunto. Este tipo de enlace se produce entre elementos poco electronegativos (metales)
Se entiende por estructura amorfa como un amontonamiento caótico, desordenado, de subestructuras idénticas que siguen líneas quebradas al azar y el orden sólo se discierne a corta distancia.
La estructura cristalina, por el contrario, sepresenta en forma de repetición de subestructuras estrictamente periódicas, en las que domina el paralelismo y en las que se distingue un orden a larga distancia.
Pues bien, en los cristales, los átomos, los iones o las moléculas se empaquetan dando lugar a motivos que se repiten desde cada 5 Angstrom hasta las centenas de Angstrom (1 Angstrom = 10-8 cm), y a esa repetitividad, en tres dimensiones, ladenominamos red cristalina.
El conjunto que se repite, por traslación ordenada, genera toda la red (todo el cristal) y la denominamos unidad elemental o celda unidad.
En ocasiones la repetitividad se rompe o no es exacta, y esto diferencia los vidrios y los cristales, los vidrios generalmente se denominan materiales amorfos (desordenados o poco ordenados).
A continuación se presentan dosejemplos de las estructuras mencionadas.


Modelo atómico en un material ordenado (cristal) |
Modelo atómico de un vidrio |

ESTRUCTURAS DE METALES
La estructura de los metales se basa en los enlaces metálicos, comentados anteriormente. Un metal es un elemento distinguido por su habilidad para conducir calor o electricidad. El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así comoaleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce.
Los metales están agrupados en la tabla periódica de los elementos y algunas de sus propiedades físicas más características, a parte de las ya mencionadas son:
* Maleabilidad: Capacidad de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
* Ductilidad: Propiedad de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos aesfuerzos de tracción-
* Tenacidad: Resistencia a romperse o al recibir fuerzas bruscas.
* Resistencia mecánica: Capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y reflexión sin deformarse.

La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un traslape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico)....