MATERIALES

ESTRUCTURA ATOMICA Y ELECTRONICA DE LOS MATERIALES

2.1 ESTRUCTURA ATOMICA

El desarrollo de este tema tiene como finalidad la descripción y comprensión de los conceptos referentes a la unidad fundamental de la cual esta constituida la materia: el átomo. Este al igual que la composición y la estructura o configuración adquieren una gran importancia a la hora de abordar el tema de las propiedades de los materiales, es decir, muchas de sus propiedades mecánicas eléctricas y químicas dependen de la forma como se encuentran organizados sus átomos o moléculas y de las fuerzas de enlace entre ellos.

Como primera medida definiremos el átomo, el cual es la unidad fundamental estructural de los materiales; en este se diferencian dos partes: el núcleo y la corteza. En el núcleo contiene partículas denominadas protones (de carga positiva) y neutrones. En la corteza o parte exterior del átomo, se encuentran los electrones (con carga negativa). Las cargas y masas de estas partículas de encuentran la tabla 1:

Tabla 1.Masa y carga de partículas

El número atómico de un elemento define la cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo. Este es el número que facilita la organización de los elementos en la tabla periódica. Para un tomo el número también define que el número de protones y electrones en cada átomo es el mismo. Por ejemplo si el átomo de calcio contiene 20 electrones poseerá también 20 protones y por lo tanto su número atómico es 20.

MASA



CARGA

PROTON

1.673 X10-24 gr.

+1.602 X10-19 C

NEUTRON

1.675 X10-24 gr.



ELECTRON

9.109 X10-28 gr.

-1.602 X10-19 C



Link Estructura del átomo

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_inter activa_materia/curso/materiales/atomo/estructura.htm

Masa atómica: Es la masa en gramos de 6.02 X1023 átomos (numero de Avogadro) de ese elemento. Este valor esta ubicado en la parte inferior de cada elemento de la tabla periódica.

1 Mol-gramo (1Mol): Un mol de un elemento se define como el número en gramos de ese elemento igual al número que expresa su masa atómica, es decir:

1 Mol-gramo= masa atómica elemento = 6.02 X1023 átomos Para el sodio Na: 1 Mol-gramo Na = 22.98 gr. = 6.02 X1023 átomos

Link Tabla periódica iteractiva

http://www.educaplus.org/sp2002/index1.html

Ejemplo 1:

a) ¿Cual es la masa en gramos de un átomo de aluminio? b) ¿Cuantos átomos de aluminio hay en 1 gr. de aluminio? SOLUCION:

a) Masa atómica = 26.98 gramos

6.02 X1023 átomos 26.98 gramos

12

b) 1 mol =

1atomo X

X = (26.98gr)(1atomo) = 1.05X10−22 gramos (6.023X1023 atomos)

6.02 X1023 átomos 26.98 gramos



X 1 gramo

X = 9.47X1021atomos 2.2 ESTRUCTURA ELECTRONICA

Para hablar de la estructura electrónica del átomo iniciaremos con el caso del átomo de hidrogeno figura 3, ya que es el átomo mas sencillo de la tabla periódica. Si alrededor del núcleo como se menciono anteriormente se encuentran los electrones, estos se encuentran desarrollando un movimiento orbital, dentro ciertas orbitas llamadas Niveles energéticos. Niels Bohr en 1913 supuso basándose en este concepto que la energía electrónica está cuantizada; es decir que los electrones se encuentran en órbitas discretas y que absorben o emiten energía cuando se mueven de una órbita a otra. Según

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