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INGENIERIA
DE
MATERIALES
Ing. Alejandra Garza Vázquez
Estructura del Atomo
y
Fuerzas Interatómicas
Corvette ZR1 2009
Chasis del Automóvil
El chasis es la estructura que sostiene y
aporta rigidez y forma a un vehículo.
Tetraedro de la CeIdM:
Aceros laminados para chasis automóvil
Relación Resistencia-Densidad
Resistencias Representativas
Relaciones Resistencia-Peso
Tubos de Acero 1018
Microestructura
Microestructura
Relación Estructura-Desempeño
Estructura (I)
Nivel Subatómico
Estructura electrónica de
átomos individuales que
define la interacción entre
átomos (enlace interatómico).
Nivel Atómico
Arreglo de átomos en los
materiales.
Estructura (II)
Estructura Microscópica
Arreglo de pequeños granos
de material que pueden ser
identificados mediante un
microscopio.
Estructura Macroscópica
elementos estructurales que
pueden ser visualizados a
simple vista.
La Escala de las Cosas
Tabla Periódica de los Elementos
Escala Atómica
Modelo Planetario de átomo de C12
Número de Estados Electrónicos
Disponibles
Números Cuánticos del Sodio
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
algunas Configuraciones Electrónicas
Energías relativas de los electrones para
las varias capas y subcapas
ENLACES PRIMARIOS
a)Enlace Iónico
Se forma entre dos especies atómicas distintas
cuando un átomo (catión) dona sus electrones de
valencia al segundo átomo (anión).
Enlace Iónico (I)
Enlace Iónico (II)
Estructura del
NaCl mostrando la
posición de los
iones de tamaño
completo en una
celda unitaria.
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b)Enlace Covalente
Se forman compartiendo los electrones de
valencia entre dos o más átomos.
Enlace Covalente (I)
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
Por ejemplo, en el silicio, con una valencia de cuatro,
se deben formar cuatro enlaces covalentes.
Enlace Covalente (II)
Molécula de gas de Cloro, Cl2.
Modelo planetario comparado con la densidad real del electrón.
Enlace Covalente (III)
Enlace Covalente (IV)
Molécula del etileno (C2H4) se
compara con una molécula de
polietileno (C2H4)n que resulta
de la conversión del doble
enlace C=C en dos enlaces
sencillos C-C.
Representación esquemática de
una estructura como
“spaghetti” del polietileno
sólido.
Enlace Covalente (V)
Estructura tridimensional de
enlace en el sólido covalente,
carbono (diamante).
Cada átomo de carbono (C) tiene
4 enlaces covalentes para
otros 4 átomos de carbono.
c)Enlace Metálico
Atracción electrostática entre los electrones
de valencia y los centros iónicos con carga
positiva.
Enlace Metálico (I)
Consiste de una
“nube” o “gas” de
electrones.
Se muestra un corte imaginario a través de la cara frontal de la
estructura cristalina del cobre, revelando núcleos de ión Cu2+ enlazados
mediante los electrones de valencia deslocalizados (electrón para el
cual es igualmente probable está asociado con cualquiera de un gran
número de átomos adyacentes).
Enlace Metálico (II)
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Los átomos ceden sus electrones de valencia, que pasan a formar un mar de
electrones. Los núcleos de los átomos, con cargas positivas, quedan
enlazados por atracción mutua hacia los electrones con carga negativa.
ENLACES
SECUNDARIOS
a) Enlace de van der
Waals
Las moléculas o los átomos que tienen un
momento dipolar inducido o permanente se
atraen entre sí.
Enlace van der Waals
Enlace secundario formado entre átomos o moléculas , como
consecuencia de interacciones entre dipolos que sean inducidos o
en dipolos permanentes que hay en ciertas moléculas polares.
b) Puente de
Hidrógeno
Una clase de enlace de van der Waals entre
moléculas, donde interviene un átomo de
hidrógeno.
Puente de Hidrógeno (I)
Puente de Hidrógeno (II)
Sistema planetario del agua.
Se forma entre dos dipolos
permanentes (estructura
molecular con separación
inherente de centros de carga
positiva y negativa) en
moléculas de agua adyacentes.
Estructura Molecular del Agua
Puente de Hidrógeno (III)
Estructura Cristalina del Hielo
Densidad del Agua
Simetría Hexagonal de Copos de Nieve
Crecimiento de un Copo de Nieve
Energías de Enlace y Temperaturas de
Fusión para varias Sustancias
Resumen: Fuerzas Interatómicas