Modelos atomicos

Los átomos son la unidad básica estructural de todos los materiales de ingeniería. Los átomos constan principalmente de tres partículas subatómicas básicas, protones neutrones y electrones. El modelo común consta de un pequeño núcleo de alrededor de 10-14 m de diámetro rodeado de una nube de electrones relativamente poco dispersa y de densidad variable de modo que el diámetro del átomo es delorden de 10-10 m. El Núcleo aglutina casi toda la masa del átomo y contiene protones y neutrones, el protón tiene una masa de 1.673*10-24g, y una carga unitaria de 1.602*10-19C. El neutrón el ligeramente más pesado que el protón con una masa de 1.675*10-24 g, pero no tiene carga. El electrón tiene una masa relativamente pequeña de 9.79*10-28 g. (1/1836 veces la del protón) y una carga de–1.602*10-19 C. (igual en carga pero de signo opuesto a la del protón. La nube de carga electrónica constituye de este modo casi todo el volumen del átomo, pero, sólo representa un pequeña parte de su masa. Los electrones, particularmente la masa externa determinan la mayoría de las propiedades mecánicas, eléctrica, químicas, etc., de los átomos, y así, un conocimiento básico de estructura atómica esimportante en el estudio básico de los materiales de ingeniería.
Número Atómico
El número atómico de un átomo, indica el número de protones (partículas cargadas positivamente) que están en su núcleo, y en un átomo neutro, el número atómico es también igual al número de electrones. Cada elemento tiene su propio número atómico característico y, de este modo, el número atómico define el elemento. Losnúmeros atómicos, desde el Hidrógeno, que tiene por número atómico (1) hasta el Hahnio que tiene como número atómico 105 están localizados en la parte superior de los símbolos de los elementos de la tabla periódica.
Masa atómica
La masa atómica relativa de un elemento, es la masa en gramos de 6.02*1023 átomos (número de Avogadro, NA) de ese elemento, la masa relativa de los elementos de la tablaperiódica desde el 1 hasta el 105 esta situada en la parte inferior de los símbolos de dichos elementos. El átomo de carbono, con 6 protones y 6 neutrones, es el átomo de carbono 12 y es la masa de referencia para las masas atómicas. Una unidad de masa atómica (u.m.a), se define exactamente como 1/12 de la mas de un átomo de carbono que tiene una masa 12 u.m.a. una masa atómica relativa molar decarbono 12 tiene una masa de 12 g en esta escala. Un mol de gramo (abreviado, mol) de un elemento se define como el numero en gramos de ese elemento igual al número que expresa su masa relativa molar. Así, por ejemplo, un mol gramo de aluminio tiene una masa de 26.98 g y contiene 6.023*1023 átomos.
Átomo de Hidrógeno
El átomo de hidrógeno es el átomo más sencillo y consta de un electróncircundando a un núcleo de un protón, este electrón solo puede tener movimiento en órbitas definidas (niveles energéticos). La razón e los valores restringidos de energía es que los electrones cumplen las leyes de la mecánica cuántica que solo permite ciertos valores de energía y no solo valores arbitrarios. De este modo, si el electrón del átomo de hidrógeno es excitado a una órbita (nivel energéticosuperior) se absorbe una cantidad discreta de energía. Simultáneamente, si el electrón cae a una órbita (nivel energético) más bajo se emite una cantidad discreta de energía. Durante la transición a una órbita de más baja energía, el electrón del hidrógeno emitirá una cantidad discreta (cuanto) de energía en forma de radiación electromagnética llamada fotón. La variación de energía ( E)asociada con el cambio de posición de electrón de un nivel a otro, está asociada con la frecuencia ( ) del fotón, por la ecuación de Planck:
 E = h*
Donde h es la constante de Planck = 6.33*10-34J*s. Para la radiación electromagnética, c =  *, donde c es la velocidad de la luz igual a 3*108m/s. y , su longitud de onda, pudiendo ser el cambio de energía asociado con su fotón como:

la...