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1.1 MATERIALES PUROS

1INTRODUCCINEn tiempos prehistricos, los metales, solo se utilizaban en su estado puro (oro, plata, cobre), aunque gracias a los avances tecnolgicos a los cuales fue llegando de a poco el hombre se empezaron a desarrollar diversas tcnicas para obtener nuevos metales a partir de sus minerales, calentndolos en un horno con carbn. El primer avance en este sentido se logr con la obtencin del bronce, producto de utilizar el mineral del cobre con incursiones de estao por ejemplo. Luego le seguira el hierro, todava en tiempos antes de Cristo, el cual fue ampliamente utilizado para elaborar las primeras armas como ser las espadas.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO:Aplicar los materiales adecuados en los diferentes procesos industriales de acuerdo a sus caractersticas y propiedades, para obtener productos de calidad y bajo costo con conciencia de proteccin al medio ambiente.

Una persona no vale por sus xitos, sino de las veces que se ha levantado de sus fracasos.

OBJETIVO PARTICULARReconocer su importancia de los materiales puros ya que son uno de los elementos mas utilizados y requeridos en la industria, teniendo en cuenta diferentes perspectivas ya que estos no sufren cambio alguno de la materia al relacionarse con los de mas elementos.

Los cambios pequeos pueden producir resultados grandes.

El primer intento de hacer una clasificacin de los materiales encontrados en la naturaleza fue hecho por el qumico J. W. Dbenreiner en 1829.

En 1869, el qumico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleyev desarroll una tabla peridica de los elementos segn el orden creciente de sus masas atmicas. Coloc los elementos en columnas verticales empezando por los ms livianos, cuando llegaba a un elemento que tena propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra columna. Mendeleiev perfeccion su tabla acomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permiti predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento. En 1914, el fsico y qumico ingls, Henry Moseley, descubri que los tomos de cada elemento tienen un nmero nico de protones en sus ncleos, siendo el nmero de protones igual al nmero atmico del tomo. Moseley organiz los elementos en orden ascendente de nmero atmico y no en orden ascendente solucionando los problemas de ordenamiento de los elementos en la tabla peridica. La organizacin que hizo Moseley de los elementos por nmero atmico gener un claro patrn peridico depropiedades. En la actualidad, hay 18 grupos en la tabla estndar (figura 1.1) El hecho de que la mayora de estos grupos correspondan directamente a una serie qumica no es fruto del azar. La tabla ha sido estructurada para organizar las series qumicas conocidas dentro de un esquema coherente. La distribucin de los elementos en la tabla peridica proviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuracin electrnica en su capa ms externa. Como el comportamiento qumico est principalmente dictado por las interacciones de estos electrones de la ltima capa, de aqu el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan propiedades fsicas y qumicas similares. Cabe sealar, adems de los elementos naturales, se han agregado elementos sintticos producidos en laboratorio.

MATERIALES PUROS (METALES) aquellos que estn tal y como son en la naturaleza sin sufrir ningn cambio o alteracin.Todos los materiales estn integrados por tomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra.Cada tipo de malla en los metales da diferentes propiedades, no obstante que se trata del mismo material, as, por ejemplo en el caso del hierro aleado con el carbono, se pueden encontrar tres diferentes tipos de mallas, (figura 1.2): Los materiales metlicos tienden a ordenarse de forma ms compacta, concretamente de 3 maneras: Cbica centrada en el interior: Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa. Tiene tomos en cada uno de los vrtices del cubo que integra a su estructura y un tomo en el centro. Tambin se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno.

CARACTERISTICAS Cbica centrada en las caras : esta estructura pertenece hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente a 910C, se conoce como hierro gamma. Tiene tomos en los vrtices y en cada una de sus caras, su cambio es notado adems de por los rayos X por la modificacin de sus propiedades elctricas, por la absorcin de calor y por las distancias intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el nquel, el plomo y el platino son algunos de los metales que tienen esta estructura de malla. Hexagonal compacta : La malla hexagonal compacta se encuentra en metales como el berilio, cadmio, magnesio, y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad, es frgil .

Otra de las caractersticas de los metales que influye notablemente en sus propiedades es el tamao de grano, el cual depende de la velocidad de enfriamiento en la solidificacin del metal, la extensin y la naturaleza del calentamiento que sufri el metal al ser calentado.

Grano de las estructuras metlicas Cuando un metal en su estado lquido se enfra sus cristales se van solidificando formando estructuras dendrticas, las que crecen uniformes hasta que se encuentran con otra estructura que tambin ha estado creciendo, en ese lugar de encuentro de las dos estructuras se forman los lmites de los granos de los materiales. Entre ms lento el enfriamiento de un material, mayor uniformidad en el crecimiento de los granos, o sea estos sern de menor tamao. Un material con granos pequeos ser ms duro que un con granos grandes, debido a que los granos grandes tienden a fracturarse y deslizarse uno sobre el otro, lo que no sucede con los granos pequeos

nombre de metal a aquellos elementos qumicos que se caracterizan principalmente por ser excelentes conductores del calor y la electricidad, por ostentar una importantsima densidad y por mantenerse slidos en temperaturas normales.En tanto, se llama metales a aquellos materiales puros como son el oro, la plata y el cobre, pero tambin a aquellas aleaciones con caractersticas metlicas como el acero y el bronce.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PUROS(METALES ) Densidad: relacin entre la masa del volumen de un cuerpo y la masa del mismo volumen de agua . Estado fsico : todos son slidos a temperatura ambiente , excepto el Hg

(MERCURIO ). Brillo: reflejan la luz . Maleabilidad: capacidad de lo metales de hacerse lminas. Ductilidad : propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos. Tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse por traccin. Conductividad: son buenos conductores de electricidad y calor

APLICACIN DE ORO Las innumerables aplicaciones del oro vienen determinadas por sus propiedades fsicas, la aplicacin mas comn es: JOYERIA DENTAL DECORACION MEDALLAS MONEDAS ESTRUCTURA:Los metales, cuando estos estn en su estado slido, sus tomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas mallas pueden ser reconocidas fcilmente por sus propiedades qumicas, fsicas o por medio de los rayos X. Cuando un material cambia de tipo de malla al modificar su temperatura, se dice que es un material polimorfo o alotrpico.MATERIALES PUROS (no metales)Los no metales son aquellos elementos qumicos que presentan una deficiencia de electrones en su ultima orbita, debido a esto no pueden formar redes metlicas entre si como los metales, y bueno los metales son aquellos elementos que presentan un exceso de electrones en su ultima orbita, debido a esto, los metales se pueden unir entre ellos formando grandes redes tridimensionales.

Los no metales, excepto el hidrgeno, estn situados en la tabla peridica de los elementos en el bloque p. De este bloque, excepto los metaloides y, generalmente, gases nobles, se considera que todos son no metales.

Propiedades:Tienen tendencia a ganar electronesPoseen alto potencial de ionizacin y bajo peso especficoPor regla general, en su ltimo nivel de energa tienen de 4 a 7 electronesSe presentan en los tres estados fsicos de agregacinNo poseen aspecto ni brillo metlicoSon malos conductores de calor y la electricidadNo son dctiles, ni maleables, ni tenacesSe reducen por ganancia de electronesSus molculas estn formadas por dos o ms tomosAl unirse con el oxgeno forman anhdridos y stos al reaccionar con el agua, forman oxicidos

ELEMENTOS METLICOSELEMENTOS NO-METLICOSLustre distintivo (Brillan) No tienen lustre, presentan varios coloresMaleables y dctiles (son flexibles) como slidos Quebradizos, hay duros y blandosBuenos conductores del calor y la electricidad Malos conductores del calor y la electricidadSus compuestos de oxgeno son bsicos Sus compuestos de oxgeno son cidosEn disolucin acuosa forman cationes Generalmente forman aniones, pueden pasar a oxianiones en disolucin acuosa# CUADRO COMPARATIVO: METALES

NO METALES- tienen un lustre brillante; diversos colores, pero casi todos son plateados.- los slidos son maleables y dctiles- buenos conductores del calor y la electricidad- casi todos los xidos metlicos son slidos inicos bsicos.- tienden a formar cationes en solucin acuosa.- las capas externas contienen poco electrones habitualmente tres o menos.-no tienen lustre; diversos colores.- los slidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos.- malos conductores del calor y la electricidad- la mayor parte de los xidos no metlicos son sustancias moleculares que forman soluciones cidas- tienden a formar aniones u oxianiones en solucin acuosa.- las capas externas contienen cuatro o ms electrones*.MATERIALES PUROS (Metaloides)

Los metaloides o semimetales son elementos qumicos que no se pueden clasificar dentro de los metales, ni tampoco dentro de los no metales, porque presentan caractersticas de ambos, por ejemplo, los metales son conductores, los no metales son aislantes, mientras que los metaloides son semiconductores, que transmiten la corriente elctrica en un solo sentido. Ejemplos: BoroSilicioGermanio ArsnicoAntimonio Telurio Polonio Astato

Caractersticas:# Semiconductores de la electricidad, la conducen solo en un sentido# Estado slido a temperatura ambiente# La mayora brilla como los metales# Malos conductores del calor# Cuando reaccionan con metales, se comportan como NO metales, y cuando reaccionan con NO metales, se comportan como metalesVIDEO DE MATERIALES PUROSAleaciones ferrosas Y no ferrosas