Átomo y estructura cristalina
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ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA
Realizado por:Reyvic Yamarte
CI: 18631301Profesor: Julián Carneiro
Porlamar octubre 2012
ÁTOMO Y ESTRUCTURA CRISTALINA
Guía de presentación:
Teoría atómica de la materiaModelos AtómicosEstructura del átomoEstructura cristalina
TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA
Átomo es la porción más pequeña de la materia.
El primero en utilizar este término fue Demócrito (filósofo griego, del año 500 a.de C.), porque creía que todos los elementos estaban formados por pequeñas partículas INDIVISIBLES. Átomo, en griego, significa INDIVISIBLE. Es la porción más pequeña de la materia. Los átomos son la unidad básica estructural de todos los materiales de ingeniería.
MODELOS ATÓMICOS
John Dalton 1808 En 1808, Dalton publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia, para explicar las leyes de la Química, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.
MODELOS ATÓMICOS
Joseph Thomson 1897• Demostró que dentro
de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.
• De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.
MODELOS ATÓMICOS
E. Rutherford 1911
• Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.
• Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.
MODELOS ATÓMICOS
Niels Bohr 1913
• Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos.
• Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.
MODELOS ATÓMICOS
Erwin Schrödinger 1926
Abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo.
Describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio.
MODELOS ATÓMICOS
Evolución:
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
Un átomo es una entidad esférica , eléctricamente neutra , compuesta de un núcleo central cargado positivamente rodeado por uno o mas electrones con carga negativa. Una nube de electrones con carga negativa moviéndose rápidamente ocupando casi todo el volumen del átomo.
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
NUCLEO
PROTONES
NEUTRONES
ELECTRONES
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
• Cada elemento químico está constituido por átomos.
• Cada átomo está formado por un núcleo central y 1 o más capas de electrones.
• Dentro del núcleo residen partículas subatómicas: protones (de carga +) y neutrones (partículas del mismo peso, pero sin carga).
ESTRUCTURA DEL ÁTOMOEn el átomo distinguimos dos partes:
el núcleo y la corteza.
El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones.La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.
La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo a la regularidad con que los átomos o iones están ordenados uno con respecto al otro.
Un material cristalino es aquel en que los átomos se encuentran situados en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias atómicas; tal como las estructuras solidificadas, los átomos se posicionarán de una manera repetitiva tridimensional en el cual cada átomo está enlazado al átomo vecino más cercano.
Todos los metales, muchos cerámicos y algunos polímeros forman estructuras cristalinas bajo condiciones normales de solidificación.
ESTRUCTURA CRISTALINAArreglo Atómico
Arreglo Atómico
Propiedades
Estructura
ESTRUCTURA CRISTALINA
Arreglos atómicos en la materia
Sin orden
Orden de corto alcance
Orden de largo alcance
ESTRUCTURA CRISTALINA
Sin orden: Los átomos y moléculas carecen de una arreglo
ordenado, ejemplo los gases se distribuyen aleatoriamente en
el espacio disponible
Xenón
ESTRUCTURA CRISTALINAOrdenamiento de corto alcance: - es el arreglo espacial de los
átomos o moléculas que se extiende sólo a los vecinos más
cercanos de éstos. A estas estructuras se les denomina
estructuras no cristalinas.
En el caso del agua en fase vapor, cada molécula tiene un orden
de corto alcance debido a los enlaces covalentes entre los átomos
de hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, las moléculas de agua no
tienen una organización especial entre sí.
Ejemplo: agua en estado vapor, vidrios cerámicos (sílice),
polímeros
Vapor de agua
ESTRUCTURA CRISTALINAOrdenamiento de largo alcance: El arreglo atómico de largo
alcance (LRO) abarca escalas de longitud mucho mayores de 100
nanómetros. Los átomos o los iones en estos materiales forman un
patrón regular y repetitivo, semejante a una red en tres
dimensiones.
Grafeno (compuesto de carbono densamente
empaquetados)
ESTRUCTURA CRISTALINAOrden de largo alcance (cristal): En
los materiales cristalinos, las
partículas componentes muestran un
ordenamiento regular que da como
resultado un patrón que se repite en
las tres dimensiones del espacio, y a
lo largo de muchas distancias
atómicas.Sin orden (amorfo): En
los materiales amorfos, los átomos
siguen un ordenamiento muy
localizado, restringido a pocas
distancias atómicas y que, por tanto,
no se repite en las tres dimensiones
del espacio. Se habla de un orden
local o de corto alcance.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Diagrama molecular del cuarzo (SiO2) en red
cristalina Diagrama molecular del vidrio (SiO2) en sólido
amorfo
ESTRUCTURA CRISTALINA
Cristal Vidrio
ESTRUCTURA CRISTALINA
Imagen de microscopía electrónica de alta resolución de una
nanopartícula de Hematita (Fe2O3) rodeada por una matriz
polimérica de poliestireno.
ESTRUCTURA CRISTALINAModelo de las esferas rígidas: se consideran los átomos (o
iones) como esferas sólidas con diámetros muy bien definidos.
Las esferas representan átomos macizos en contacto.
Cristal: conjunto de átomos ordenados según un arreglo periódico en tres dimensiones.
ESTRUCTURA CRISTALINARed cristalina: disposición tridimensional de puntos
coincidentes con las posiciones de los átomos (o centro de las
esferas). Los átomos están ordenados en un patrón periódico,
de tal modo que los alrededores de cada punto de la red son
idénticos
Un sólido cristalino es un
conjunto de átomos estáticos
que ocupan una posición
determinada
ESTRUCTURA CRISTALINACelda unitaria: es el agrupamiento más pequeño de átomos
que conserva la geometría de la estructura cristalina, y que al
apilarse en unidades repetitivas forma un cristal con dicha
estructura (subdivisión de una red que conserva las
características generales de toda la red) .
Estructura cristalina cúbica de cara centrada:
(a) representación de la celda unidad mediante esferas rígida
(b) celda unidad representada mediante esferas reducidas
ESTRUCTURA CRISTALINA
Sistemas Cristalinos (redes de Bravais)
ESTRUCTURA CRISTALINA
Estructuras cristalinas de elementos metálicos a 25ºC y 1atm:
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