Materiales

UNIDAD 3:
ES TRUCTURA ATOMICA Y ENLACE
3.1 INTRO DUCCIÓN Y OBJETIVO DE LA UNIDAD.
- La estructura de un material, normalmente se relaciona con la disposición espacial de sus componentes internos.
- La estructura de un material puede ser examinada en 4 niveles:
Estructura atómica, Arreglo de los átomos, M icroestructura y M acroestructura.
a) La estructura de los átomos (a nivel subatómico)implica a los electrones dentro de los átomos individuales y las
interacciones de éstos con su núcleo.
b) Arreglo atómico. A nivel de átomos y moléculas, esta estructura se refiere al arreglo ú organización espacial de estas
partículas entre sí.
c) Microestructura. Se refiere ésta estructura a la conformada por grandes grupos de átomos enlazados entre sí. Tal
denominación significa que dichaestructura puede ser observada utilizando un microscopio.
d) Macroestructura. En este nivel se encuentran aquellos elementos estructurales que son susceptibles de poder apreciarse a
simple vista.
- Vimos que el objetivo de esta asignatura es el que se pueda comprender y controlar la microestructura y la macroestructura de los
diversos materiales de ingeniería, entonces, primero que todo debemos entenderlas estructuras atómicas, lo que nos permitirá
también entender las estructuras cristalinas ya que:
a) Los átomos son la unidad estructural básica de todos los materiales.
b) La estructura atómica influye en la forma en que los átomos se unen entre sí.
c) Esta comprensión nos ayuda a clasificar los materiales como metales, cerámicos, polímeros y semiconductores y
d) Nos permite llegar aconclusiones generales en lo que se refiere a propiedades mecánicas, químicas y comportamiento físico de
estas cuatro clases de materiales.
Todo lo anterior se sustenta en lo siguiente:
a) Los átomos están constituidos fundamentalmente por tres partículas subatómicas básicas: Electrones, protones y neutrones.
b) Los electrones, particularmente los más externos, determinan la mayor parte de laspropiedades:
- M ecánicas tales como fatiga, dureza, desgaste, resist. al impacto, tracción, flexión, compresión, y las demás ya vistas.
- Físicas tales como la densidad, punto de fusión, punto de ebullición, viscosidad, etc. como también, las eléctricas, magnéticas,
térmicas, ópticas) y finalmente las
- Químicas.
Estas tres vienen a ser las propiedades que caracterizan a todos los materiales.
c) Laestructura electrónica del átomo ayuda a entender y determinar la naturaleza de los enlaces atómicos y ésta nos permite
comprender las propiedades físicas, mecánicas y químicas de los materiales.
- Por lo tanto, un conocimiento básico de la estructura atómica es muy importante en el estudio de los materiales de ingeniería.
O BJETIVO :

Hacer una revisión de los aspectos fundamentales de la estructuraatómica ya que los átomos son la unidad estructural básica de
todos los materiales de ingeniería.
3.2 LA ESTRUCTURA DE LO S ÁTO MOS. NÚMERO S ATÓMICOS Y MASAS ATÓMICAS.
- Un átomo está compuesto por un núcleo rodeado de electrones.
- El núcleo contiene neutrones sin carga eléctrica y protones de carga positiva y tiene una carga positiva neta.
- Los electrones de carga negativa están sujetos al núcleopor atracción electrostática. La carga eléctrica que lleva cada electrón y
cada protón es la misma (1.6x 10-19 Coulomb), siendo la del protón positiva y la del electrón negativa.
- Puesto que el número de electrones en el átomo es igual al número de protones, el átomo el eléctricamente neutro.
- El número atómico de un elemento es igual al número de electrones ó protones en el núcleo de cadaátomo neutro. Por ejemplo: el
átomo de hierro contiene 26 electrones y 26 neutrones por lo cual su número atómico es 26.
- La nube de carga de electrones que rodea al núcleo constituye casi todo el volumen del átomo, pero sólo representa una pequeña
parte de su masa.
- Gran parte de la masa del átomo se encuentra concentrada en su núcleo. La masa aproximada de cada protón y cada neutrón es de...