Introducción a la física de los materiales

1. INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

1.1. ¿Qué es el crecimiento epitaxial, como se efectúa y para que se emplea?

1.2. Investigar de los MEM’s, métodos de fabricación, dimensiones y aplicaciones.

2. ESTRUCTURA ATOMICA.

2.1. ¿Cuál es la masa en gramos de un átomo de cobre?

2.2. ¿Cuántos a átomos de cobre hay en 1 g de cobre?

2.3. Un compuesto intermetalico tiene de fórmula química general: NixAly donde x y y son números enteros sencillos, y está formado por un 42.04% en peso de níquel y 57.96% en peso de aluminio. ¿Cuál es la fórmula más sencilla de este aluminuro de níquel.

2.4. Un alambre de níquel tiene 0.90 mm de diámetro y 10 cm de longitud. ¿Cuántos átomos contiene? La densidad del níquel es 8.90 g/cm3?

2.5. ¿Cuál es la masa en gramos de un átomo de estaño?

2.6. ¿Cuántos átomos hay en un gramo de estaño?

2.7. Una soldadura contiene un 55% en peso de estaño y un 45 % en peso de plomo. ¿Cuáles son los porcentajes atómicos de Sn y Pb en la soldadura?

2.8. Tenemos una aleación de 65% en peso de níquel y 35% en peso de cobre. ¿Cuáles son los porcentajes atómicas de níquel y cobre en esta aleación?

2.9. El latón está formado por un 80% en peso de cobre y un 20% en peso de zinc. ¿Cuáles son tos porcentajes atómicos de cobre y zinc en la aleación?

2.10. ¿Cuál es la fórmula química de un compuesto intermetálico que está formado por un 54,7% en peso de cobre y un 45.93 % en peso de aluminio?

2.11. ¿Cuál es la fórmula química de un compuesto intermetálico que está formado por un 45,3% en peso de magnesio y un 54,7% en peso de níquel?

3. ATOMO DE HIDROGENO.

3.1. Defina los números cuánticos según la moderna teoría atómica, explicando cómo se involucran la energía y el movimiento del electrón.

3.2. Dibuje y explique el diagrama de niveles energéticos para las líneas espectrales del hidrogeno.

3.3. Un átomo de hidrogeno existe con su electrón en su estado 3 n . El electrón pasa a un estado 2n  . Calcular: a) la energía del fotón emitido, b) su frecuencia, c) su longitud de onda, d) ¿se emite o se absorbe energía de transición?

3.4. Definición de acrónimo Láser.

3.5. Programa para calcular las energías de transición de los niveles N=7 a n=6, 5, 4, 3, 2, 1 disminuyendo N=n-1, hasta n=1.

4. ENLACES.

4.1. Escriba la configuración electrónica de los siguientes iones empleando la notación spdf: a) Cr2+, Cr3+, Cr6+; b) Mo3+, Mo4+, Mo6+ y c) Se4+, Se6+, Se2-.

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES León, Gto. 17 de junio de 2013

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LEÓN

4.2. Calcule la fuerza de atracción entre el par de iones K + y Br - que apenas se tocan. Suponga que el radio iónico del K + es 0.133 nm y el Br - es 0.196 nm.

4.3. *Calcule la fuerza de atracción entre el par de iones Ba2+ y S2- que apenas se tocan. Suponga que el radio iónico del Ba2+ es 0.143 nm y el S2- es 0.174 nm.

4.4. Calcule la energía potencial neta para el par K+Br- empleando la constante b, calculada del problema 3.2. Suponga que n = 9.5.

4.5. Si la fuerza atractiva entre el par de iones Sr2+ y O2- es 1.29  10-8 N y el radio iónico del ion O2- es 0.132 nm, calcule el radio iónico del Sr2+ en nanómetros y Anstroms.

4.6. Describa brevemente los siguientes tipos de enlace primario: a) Iónico. b) Covalente y c) Metálico. Las ilustraciones realícelas a mano alzada.

4.7. ¿Porque el diamante es un material tan duro?

4.8. El punto de fusión del potasio metálico es de 63.5 C, mientras que el del titanio es 1660 C. ¿Qué explicación puede darse para esta notable diferencia en las temperaturas de fusión?

5. ESTRUCTURAS CRISTALINAS.

5.1. El oro es FCC y tiene una constante de red de 0.40788 nm. Calcule el valor del radio atómico de un átomo de oro en nanómetros.

5.2. Calcule el factor de empaquetamiento de la estructura a) CS, b) BCC, c) FCC, y d) HCP.

5.3. Dibuje las siguientes direcciones en una celda unitaria BCC

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