Estructura de los Materiales

Estructura de los Materiales

1. Estructura de los materiales U NIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSE DE SUCRE VICERRECTORADO “LUIS CABALLERO MEJIAS” NÚCLEO CHARALAVE Ing. Beliana Gómez de Cabello

2. ESTRUCTURA DEL ÀTOMO EL ÁTOMO es la unidad estructural básica de los elementos. Consta esencialmente de tres partículas sub-atómicas fundamentales Neutrones (neutra) Electrones carga (-) Protones carga (+) Núcleo Ing. Beliana Gómez de Cabello

3. 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

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

5. 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

6. 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

7. 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. Ing. Beliana Gómez de Cabello

8. Ing. Beliana Gómez de Cabello Se define como la fuerza que mantiene juntos a grupos de dos o más átomos y hace que funcionen como unidad Enlace Tipos de Enlace Enlace Iónico Enlace Covalente Enlace Metálico Enlace de Van der Waals

9. 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

10. CLORURO DE SODIO FLUORURO DE LITIO Ing. Beliana Gómez de Cabello

11. Enlace Covalente Compartición de electrones de valencia de dos átomos adyacentes 109.5 º METANO Ing. Beliana Gómez de Cabello

12. AGUA 104.5 º Ing. Beliana Gómez de Cabello

13. 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

14. Enlaces Secundarios E s la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas (o entre partes de una misma molécula) causada por correlaciones en las polarizaciones fluctuantes de partículas cercanas. Ing. Beliana Gómez de Cabello Son considerados como enlaces más débiles, entre ellos se destacan : Enlaces de Van der Waals

15. 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

16. 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

17. Puentes de Hidrógeno Es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con un átomo de Oxígeno, Nitrógeno o un halógeno que posee un par de electrones libres (carga negativa). Ing. Beliana Gómez de Cabello

18. Niveles de Arreglo Atómico Ing. Beliana Gómez de Cabello

19. 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

20. 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

21. Parámetros de Red La longitud de las tres aristas del paralelepípedo Los tres ángulos entre las aristas. Ing. Beliana Gómez de Cabello

22. 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

23. Redes de Bravais Ing. Beliana Gómez de Cabello Una red de Bravais es un arreglo infinito de puntos discretos (puntos de red) con un ordenamiento y orientación, que parece exactamente la misma, desde cualquier punto de observación.

24. Sistema Cúbico SIMPLE CENTRADA EN EL CUERPO CENTRADA EN LAS CARAS Ing. Beliana Gómez de Cabello a = b = c  =  =  = 90°

25. Sistema Tetragonal SIMPLE CENTRADA EN EL CUERPO Ing. Beliana Gómez de Cabello a = b  c  =  =  = 90°

26. Sistema Ortorrómbico Ing. Beliana Gómez de Cabello SIMPLE CENTRADA EN EL CUERPO CENTRADA EN LAS CARAS CENTRADA EN LAS BASES a  b  c  =  =  = 90°

27. Sistema Monoclínico SIMPLE CENTRADA EN LAS BASES Ing. Beliana Gómez de Cabello a  b  c  =  = 90°  

28. Sistema Triclínico Ing. Beliana Gómez de Cabello a  b  c      Sistema Romboédrico a = b = c  =  =   90°

29. Sistema Hexagonal Ing. Beliana Gómez de Cabello a = b  c  =  = 90 °  = 120°

30. Número de Átomos por Celda Ing. Beliana Gómez de Cabello Al contar el número de puntos de red que corresponden a cada celda unitaria, se deben identificar los puntos de red que van a ser compartidos por más de una celda unitaria.

31. Número de Átomos por Celda C. SIMPLE C. CENTRADA EN LAS CARAS Ing. Beliana Gómez de Cabello

32. Dirección Compacta Las direcciones en la celda unitaria a lo largo de las cuales los átomos están en contacto continuo. Es posible determinar geométricamente la longitud de la dirección, en función de los parámetros de red y encontrar una relación entre éstos y los radios atómicos Ing. Beliana Gómez de Cabello

33. Ing. Beliana Gómez de Cabello Dirección Compacta BCC F CC

34. Factor de Empaquetamiento Fracción volumétrica de celda unitaria ocupada por átomos Ing. Beliana Gómez de Cabello V átomos es el volumen de los átomos asumidos como esferas V celda es el volumen de la celda según su geometría  

35. Densidad Teórica Ing. Beliana Gómez de Cabello La densidad teórica, es la masa que ocupa una unidad de volumen del material calculada a partir de su estructura cristalina. n es el Número de átomos de la celda Pa es el Peso Atómico del metal que constituye la celda Vc es el Volumen de la Celda según su geometría Na es el Número de Avogadro (6,02 x 10 23 átomo/mol)  

36. Determinación de Estructura Cristalina Difracción de Rayos x Ing. Beliana Gómez de Cabello

37. Difracción de Rayos x Ing. Beliana Gómez de Cabello

38. Difracción de Rayos x Ing. Beliana Gómez de Cabello Patrón de difracción de Rayos x de Cristales de Aluminio Patrón de difracción de Rayos x de Aleacion de Aluminio Manganeso

39. 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 . Ley de Bragg Ing. Beliana Gómez de Cabello  

40. 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

41. 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 . Para una celda cúbica: Ing. Beliana Gómez de Cabello  

42. Defectos en la Estructura Cristalina Puntuales De línea Bidimensionales Ing. Beliana Gómez de Cabello

43. Defectos Puntuales VACANCIAS DEFECTOS INTERSTICIALES Ing. Beliana Gómez de Cabello

44. Defectos Puntuales IMPUREZAS Ing. Beliana Gómez de Cabello

45. Defectos Puntuales FRENKEL SCHOTTKY Ing. Beliana Gómez de Cabello

46. 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

47. DISLOCACION DE TORNILLO DISLOCACION DE BORDE Ing. Beliana Gómez de Cabello

48. Defectos Bidimensionales Ing. Beliana Gómez de Cabello

49. MACLAS Ing. Beliana Gómez de Cabello