MATERIALESComposicin de la materia

1. COMPOSICIN DE LA MATERIALas propiedades de un material y el comportamiento que ste tendr al ser sometido a diferentes tcnicas o procesos dependen bsicamente de su constitucin o estructura interna.La composicin o constitucin de la materia comprende las partculas elementales, tomos y molculas, as como la manera en que stos se unen (enlaces).

El tomoEl tomo es la unidad elemental bsica de la materia.El tomo constituye dos partes diferenciadas.El ncleo: constituida por las partculas elementales, protones (+) y neutrones (neutros). Prcticamente toda la masa del tomo se concentra en el ncleo.La corteza constituida por electrones (-).

El tomo:N msico: suma del nmero de protones (Z) y el de neutrones que se encuentran en el ncleo.N atmico: nmero de electrones de un tomo.

Electrones de valencia:La configuracin o distribucin de los electrones de la ltima capa los que determinan las propiedades qumicas de los tomos. Los electrones de este nivel se llaman electrones de valencia y forman parte del enlace qumico.Electrones de valencia

Enlaces:Los tomos que tienden a aceptar electrones en las reacciones qumicas se llaman electronegativos y tienen carcter no metlico. En cambio aquellos que tienden a ceder electrones en las reacciones qumicas se llaman electropositivos y tienen carcter metlico.

Tipos de enlaces:Enlace inico: Las fuerzas de interaccin entre dos tomos son altas debido a la transferencia de electrn de un tomo a otro. Este hecho produce iones que se mantienen unidos por fuerzas elctricas. Para que exista tal enlace un tomo debe ser altamente electronegativo y el otro altamente electropositivo. El caso ms clsico se refiere a la sal comn (NaCl).

Tipos de enlaces:Enlace covalente: Las fuerzas de interaccin son relativamente altas. Este enlace se crea por la comparticin de electrones. Las molculas orgnicas (a base de carbono) emplean este enlace.

Tipos de enlace:Enlace metlico: Se da solo entre elementos metlicos, los cuales tienden a ceder sus electrones y transformarse en iones positivos. Los electrones cedidos forman una nube electrnica alrededor de los iones y pueden desplazarse a lo largo de las estructuras cuando son obligados por alguna causa externa que suele ser un campo elctrico generado por la tensin de un generador elctrico (pila, ).

La estructura fsica: La estructura fsica de los slidos es consecuencia de la disposicin de los tomos, molculas o iones en el espacio, as como de las fuerzas de interconexin de las partculas:Estado amorfo: Las partculas componentes del slido se agrupan al azar.Estado cristalino: Los tomos (molculas o iones) que componen el slido se disponen segn un orden regular. Las partculas se sitan ocupando los nudos o puntos singulares de una red espacial geomtrica tridimensional.

La estructura cristalina:Los metales, las aleaciones y determinados materiales cermicos tienen estructuras cristalinas.

Los tomos que pertenecen a un slido cristalino se pueden representar situndolos en una red tridimensional, que se denomina retculo espacial o cristalino. Este retculo espacial se puede definir como una repeticin en el espacio de celdas unitarias.

La celda unitaria de la mayora de las estructuras cristalinas son paraleleppedos o prismas con tres conjuntos de caras paralelas.Celda unitaria con las constantes reticulares

Tipos de cristales (segn tipo de enlace):Cristales inicos: punto de fusin elevado, duros y muy frgiles, conductividad elctrica baja y presentan cierta elasticidad. Ej: NaCl (sal comn)Cristales covalentes: Gran dureza y elevada temperatura de fusin. Suelen ser transparentes quebradizos y malos conductores de la electricidad. No sufren deformacin plstica (es decir, al intentar deformarlos se fracturan). Ej: DiamanteCristales metlicos: Opacos y buenos conductores trmicos y elctricos. No son tan duros como los anteriores, aunque si maleables y dctiles. Hierro, estao, cobre,...

Tipos de cristales (segn posicin de los tomos):Segn la posicin de los tomos en los vrtices de la celda unitaria de la red cristalina existen:

Redes cbicas sencillas: Los tomos ocupan slo los vrtices de la celda unidad.Redes cbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de la celda. Ej : el hierro y el cromo.Redes cbicas centradas en las caras (FCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Ejemplos: el oro, cobre, aluminio, plata,...Redes hexagonales compactas (HC): La celda unitaria es un prisma hexagonal con tomos en los vrtices y cuyas bases tiene un tomo en el centro. En el centro de la celda hay tres tomos ms. Ejemplos: cinc, titanio y magnesio.