Tema 5 - estructura de los materiales (1º bachiller)

TEMA 5: ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES
1.Composición de la materia
1.1.Estructura del átomo
La teoría de Dalton afirma que el átomo es la parte más pequeña en que se divide un elemento simple conservando sus características propias.
Sin embargo, estudios posteriores demuestran que los átomos están formados por partículas menores llamadas partículas subatómicas, entre las que destacan:Electrones: partículas del interior del átomo que se podían extraer mediante campos eléctricos. Se desplazan a gran velocidad hacia el polo positivo. Fueron descubiertos por J. J. Thomson en 1897.
Protones: partículas de carga positiva con las cuales esta formado el núcleo del átomo. Fueron descubiertos por Ernest Rutherford en 1912.
Neutrones: nuevas partículas en el interior del átomo, conmasa similar a la del protón pero sin carga. Fueron descubiertos por J. Chadwick en 1932.
Tras otros estudios, se descubrió que las partículas subatómicas se sitúan en dos zonas del átomo:
En el núcleo se encuentran los protones y neutrones. Cada uno de los elementos se caracteriza por:
Un número atómico Z, que denomina el número de protones que contiene un núcleo. Este númerocoincide con el número de electrones.
Un número másico A, que es la suma del número de los protones (Z) y los neutrones (N) que hay en el núcleo.
Las fuerzas que mantienen unidos a protones y neutrones en un espacio tan reducido se denominan fuerzas atómicas.
En la corteza se hallan los electrones. Están situados en niveles orbitales y se distribuyen alrededor del núcleo de manera que losprimeros que se ocupan son los más cercanos al núcleo.
Se ha establecido una estructura atómica del los elementos , teniendo en cuenta la capa (1, 2, 3, 4, 5...); el tipo de orbital (s, p, d o f) y el número máximo de electrones que puede tener cada uno (2 para el s, 6 para el p, 10 para el d y 14 para el f).
El Sistema Periódico de los elementos
En 1871, D. I. Mendeleiev recopiló yclasificó los elementos conocidos en una tabla por orden creciente de su masa atómica y las semejanzas entre las propiedades de estos elementos. En la actual Tabla Periódica, los elementos se ordenan por su número atómico y se agrupan por períodos (filas horizontales) y grupos (filas verticales).
1.2.Tipos de elementos químicos
Según el carácter químico y el número de electrones de la capa externa delos elementos, se pueden clasificar en tres grupos:
Gases nobles: su capa externa esta completa y no tiende a capturar, ceder, ni compartir electrones. Por ello son químicamente inertes.
No metales: les falta algún electrón en la capa exterior para completarse. Por ello tienen una elevada afinidad electrónica que les tiende a capturar los electrones que les faltan para ser iones negativos(aniones) y adquirir la configuración de gas noble.
Metales: poseen pocos electrones en la capa externa. Por ello tienen una afinidad electrónica muy baja, que les tiende a ceder los electrones para ser iones positivos (cationes) y adquirir la configuración de gas noble.

1.3.Enlaces químicos
Las moléculas están formadas por dos o más átomos, y constituyen la parte más pequeña de uncompuesto químico. Las propiedades de las sustancias dependen de los elementos que configuran la molécula y del tipo de fuerzas que actúan sobre ellos. Estas fuerzas se denominan enlaces.
El enlace químico es la fuerza responsable de la unión estable de los iones, átomos o moléculas que forman las sustancias.
Para justificar ciertas propiedades de los materiales se debe conocer el tipo de enlace queque los une y entre los que se distinguen:
Enlace iónico
Se produce entre elementos metálicos y no metálicos.
El no metal captura electrones y se transforma en un anión.
El metal cede electrones y se transforma en un catión.
Por ello aparecen fuerzas electrostáticas que forman una red cristalina iónica.
Las sustancias iónicas son sólidas a temperatura ambiente, duras y frágiles....