Estructura de los materiales : Estructura de los materiales UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
ANTONIO JOSE DE SUCRE
VICERRECTORADO “LUIS CABALLERO MEJIAS”
NÚCLEO CHARALAVE
INGENIERÍA MECATRÓNICA
INGENIERÍA DE MATERIALES (IMT-4413)
ESTRUCTURA DEL ÀTOMO : ESTRUCTURA DEL ÀTOMO EL ÁTOMO es la unidad estructural básica de los elementos. Consta esencialmente de tres partículas sub-atómicas fundamentales Ing. Beliana Gómez de Cabello
Modelo de Bohr : Modelo de Bohr El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en orbitas circulares bien definidas.
Cada órbita tiene una energía asociada siendo las más cercanas al núcleo, las de menor energía Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 4 : Las deficiencias del modelo de Bohr fueron suplidas por el modelo atómico de la mecánica cuántica.
En este modelo el electrón presenta características tanto de onda como de partícula. El electrón ya no es considerado como una partícula que se mueve en un orbital discreto.
Su posición pasa a ser considerada como la probabilidad de encontrar un electrón en un lugar próximo del núcleo. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Modelo de Schrödinger : Modelo de Schrödinger Se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo.
Se 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. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital Ing. Beliana Gómez de Cabello
Función de Onda : Función de Onda Al resolver la ecuación diferencial, se obtiene que la función ? depende de una serie de parámetros, que se corresponden con los números cuánticos, tal y como se han definido en el modelo de Bohr Ing. Beliana Gómez de Cabello
Números Cuánticos : Números Cuánticos NUMERO CUÁNTICO PRINCIPAL
Representa la energía total del átomo y se señala con los números enteros n = 1 , 2 , 3 ... que corresponden a la letras mayúsculas: M - N - L - K... NÚMERO CUANTICO ACIMUTAL
Numero cuántico secundario (acimutal) (l) Representa la forma de los orbitales y los sub-niveles de energía y se cumple que l = ( n - 1) y se señalan con las letras s ,p , d .f ..., Ing. Beliana Gómez de Cabello
Números Cuánticos : Números Cuánticos NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO
Representa la orientación espacial del electrón y se cumple que m = (2l +1) y va desde -l a +l NÚMERO CUÁNTICO DE SPIN
Expresa las dos direcciones permitidas para el giro del spin y los valores permitidos para cada electrón son (ms) ? ½ .dependiendo del sentido de giro del electrón. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Orbitales s : Orbitales s FORMA CIRCULAR
S proviene de SHARP (Nítido) Ing. Beliana Gómez de Cabello
Orbitales p : Orbitales p FORMA SEMICIRCULAR ACHATADA
P proviene de PRINCIPAL Ing. Beliana Gómez de Cabello
Orbitales d : Orbitales d FORMA NODULAR CON ANILLO NODAL
D proviene de DIFUSE (Difuso) Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 12 : El orden exacto de llenado de los orbitales se estableció experimentalmente, mediante estudios espectroscópicos y magnéticos, y es el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electrónicas a los elementos. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Electrones de Valencia : Electrones de Valencia Son los electrones que se encuentran en el último nivel de energía del átomo, siendo éstos los responsables de la interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma. Se define como la fuerza que mantiene juntos a grupos de dos o más átomos y hace que funcionen como unidad Enlace Ing. Beliana Gómez de Cabello
Tipos de Enlace : Tipos de Enlace Enlace Iónico
Enlace Covalente
Enlace Metálico
Enlace de Van der Waals Ing. Beliana Gómez de Cabello
Enlace Iónico : Enlace Iónico Unión de átomos que tiendan a ceder electrones con facilidad (metales), con otros que tiendan a aceptarlos fácilmente (no metales) Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 16 : CLORURO DE SODIO FLUORURO DE LITIO Ing. Beliana Gómez de Cabello
Enlace Covalente : Enlace Covalente Compartición de electrones de valencia de dos átomos adyacentes 109.5 º METANO Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 18 : AGUA 104.5 º Ing. Beliana Gómez de Cabello
Enlace Metálico : Enlace Metálico Los electrones de valencia pasan a ser electrones “libres”, que presentan la misma probabilidad de asociarse a un gran número de átomos vecinos y forman una nube electrónica . Ing. Beliana Gómez de Cabello
Enlaces de Van der Waals : Enlaces de Van der Waals Es la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas (o entre partes de una misma molécula) causada por correlaciones en las polarizaciones fluctuantes de partículas cercanas. Entre ellas se destacan:
Fuerzas Dipolo – Dipolo
Fuerzas de Dispersión Ing. Beliana Gómez de Cabello
Fuerzas Dipolo - Dipolo : Fuerzas Dipolo - Dipolo Cuando dos moléculas polares (dipolo) se aproximan, se produce una atracción entre el polo positivo de una de ellas y el negativo de la otra Ing. Beliana Gómez de Cabello
Fuerzas de Dispersión : Fuerzas de Dispersión En las moléculas no polares puede producirse transitoriamente un desplazamiento relativo de los electrones originando un polo positivo y otro negativo (dipolo transitorio) que determinan una atracción entre dichas moléculas Ing. Beliana Gómez de Cabello
Cristalinos : Según la distribución espacial de los átomos, moléculas o iones, los materiales sólidos pueden ser clasificados en:
Cristalinos Compuestos por átomos, moléculas o iones organizados de una forma periódica en tres dimensiones.
Las posiciones ocupadas siguen una ordenación que se repite para grandes distancias atómicas (de largo alcance).
Amorfos Compuestos por átomos, moléculas o iones que no presentan una ordenación de largo alcance.
Pueden presentar ordenación de corto alcance. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Estructura Cristalina : Estructura Cristalina Es la forma geométrica como átomos, moléculas o iones se encuentran espacialmente ordenados .
El menor grupo de átomos representativo de una determinada estructura cristalina se denomina CELDA UNITARIA. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Parámetros de Red : Parámetros de Red La longitud de las tres aristas del paralelepípedo
Los tres ángulos entre las aristas. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistemas Cristalinos : Sistemas Cristalinos Aunque existen 14 posibles celdas cristalinas, Existen siete combinaciones diferentes en las cuales están agrupadas en dependencia de los parámetros de red. Cada una de esas combinaciones constituye un sistema cristalino Ing. Beliana Gómez de Cabello
Redes de Bravais : Redes de Bravais Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Cúbico : Sistema Cúbico SIMPLE CENTRADA
EN EL CUERPO CENTRADA
EN LAS CARAS a = b = c
a= ß= ?= 90º Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Tetragonal : Sistema Tetragonal SIMPLE CENTRADA
EN EL CUERPO Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Ortorrómbico : Sistema Ortorrómbico SIMPLE CENTRADA
EN EL CUERPO CENTRADA
EN LAS CARAS CENTRADA
EN LAS BASES Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Monoclínico : Sistema Monoclínico SIMPLE CENTRADA
EN LAS BASES Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Triclínico : Sistema Triclínico Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Romboédrico : Sistema Romboédrico Ing. Beliana Gómez de Cabello
Sistema Hexagonal : Sistema Hexagonal Ing. Beliana Gómez de Cabello
Factor de Empaquetamiento : Factor de Empaquetamiento Fracción volumétrica de celda unitaria ocupada por átomos Ing. Beliana Gómez de Cabello
Número de Coordinación : Número de Coordinación Es el número de vecinos que están en contacto directo con un átomo o ion en particular en una red o estructura cristalina Ing. Beliana Gómez de Cabello
Defectos en la Estructura Cristalina : Defectos en la Estructura Cristalina Puntuales
De línea
Bidimensionales Ing. Beliana Gómez de Cabello
Defectos Puntuales : Defectos Puntuales VACANCIAS DEFECTOS INTERSTICIALES Ing. Beliana Gómez de Cabello
Defectos Puntuales : Defectos Puntuales IMPUREZAS Ing. Beliana Gómez de Cabello
Defectos Puntuales : Defectos Puntuales FRENKEL SCHOTTKY Ing. Beliana Gómez de Cabello
Defectos de Línea : Defectos de Línea Son defectos que dan lugar a una distorsión de la red centrada en torno a una línea DISLOCACION DE BORDE Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 42 : DISLOCACION DE TORNILLO DISLOCACION DE BORDE Ing. Beliana Gómez de Cabello
Vector Burgers : Vector Burgers Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 44 : MACLAS Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 45 : Ing. Beliana Gómez de Cabello
Determinación de Estructura CristalinaDifracción de Rayos x : Determinación de Estructura CristalinaDifracción de Rayos x Ing. Beliana Gómez de Cabello
Difracción de Rayos x : Difracción de Rayos x Ing. Beliana Gómez de Cabello
Ley de Bragg : Ley de Bragg Si se hace incidir radiación de longitud de onda (l) conocida y se hace un barrido del ángulo de difracción (q) , se puede determinar el conjunto de espaciamientos interplanares (d) característico de la sustancia cristalina analizada, a través de lo cual se pueden determinar su sistema cristalino y red de Bravais. Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 49 : Cada vez que el ángulo (q) es tal que se cumple la condición de difracción dada por la ecuación de Bragg, se encuentra un “pico” de difracción. (Difractograma del KI) Ing. Beliana Gómez de Cabello
Slide 50 : dhkl= a/(h 2 + k 2 + l 2)½ Los planos cristalinos son nombrados asignándole a cada conjunto de planos tres números conocidos como “índices de Miller”. Estos son simbolizados con las letras hkl. Ing. Beliana Gómez de Cabello