El átomo El átomo Componentes básicos Componentes básicos Protones: Carga positiva Protones: Carga positiva Masa de 1.673e-24 Masa de 1.673e-24 gr. gr.
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El átomoEl átomo
Componentes básicosComponentes básicos
Protones: Carga positivaProtones: Carga positiva
Masa de 1.673e-24 gr.Masa de 1.673e-24 gr.
El átomoEl átomo
Componentes básicos
Neutrones: Sin carga
Masa de 1.675e-24 gr
El átomoEl átomo
Componentes básicos
Electrones: Carga negativa
Masa de 9.109e-28 gr.
El átomoEl átomo
Definiciones:
Número atómico: Número de protones en el núcleo
Masa atómica relativa: (uma) Masa de un
protón o neutrón (Aprox. 1.66e-24 gr.)
Número de Avogadro: 1/1.66e-24
= 6.023e24 át/gr.
El átomoEl átomo
Definiciones:
Isótopo: Átomos de un mismo elemento con
distinta cantidad de neutrones.
Núcleo: Protones y neutrones.
Determina la identidad química del
elemento.
El átomoEl átomo
Definiciones:
Nivel de energía: Energía de enlace fija
entre el electrón y su núcleo.
El átomoEl átomo
Bosquejo simplificado y gas de Bosquejo simplificado y gas de electrones en el magnesio sólidoelectrones en el magnesio sólido
El átomoEl átomo
Niveles energéticos para el espectro de líneas del hidrógenoNiveles energéticos para el espectro de líneas del hidrógeno
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
_ principal (n):
Representa los niveles energéticos principales.
Zona con alta probabilidad de encontrar un e-
con un valor particular de n.
Entero positivo entre 1 y 7.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
_ secundario (l):
Especifíca los subniveles (orbitales) de energía.
Especifíca una subcapa con alta probabilidad de encontrar un e- si el nivel energético está ocupado.
Valores: l= 0 (s), 1 (p), 2 (d), 3 (f),…, n-1.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
_ magnético (ml):Representa la orientación espacial de un orbital atómico.Hay 1 orbital s.
3 orbitales p. 5 orbitales d. 7 orbitales f.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
_ de spin (ms):
Expresa las dos direcciones permitidas para el giro del e-, alrededor de su propio eje.
Valores: -1/2 y +1/2.
Dos e- pueden ocupar el mismo orbital, pero deben tener spin opuesto.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Cantidad de e- por nivel atómico principal:
Hay 7 niveles principales:
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Cantidad de e- por nivel atómico principal:
Hay 7 niveles principales:
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Las propiedades químicas de los átomos de los elementos dependen principalmente de la reactividad de sus electrones más externos.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Gases nobles: (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)
Configuración s2p6.
Inertes.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Elementos electropositivos: (Fe, Al)
Comportamiento metálico.
Ceden e- en reacciones químicas.
Producen iones positivos o cationes.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Elementos electronegativos: (O, F, Cl)
Comportamiento no metálico.
Aceptan e- en reacciones químicas.
Producen iones negativos o aniones.
El átomoEl átomo
Los números cuánticos:
Algunos elementos se pueden comportar electro positiva o electronegativamente: (C, S, Ge, P)
Son semiconductores.
El átomoEl átomo
Enlace: Unión entre átomos adyacentes.
Debido a la disminución neta de la energía potencial de los átomos.
- Primarios: Intervienen grandes fuerzas interatómicas. Dependencia de la interacción de los átomos de valencia.
- La fuerza motriz para el enlace es la disminución de la energía de los electrones de enlace.
El átomoEl átomo
Enlace: Unión entre átomos adyacentes.
Debido a la disminución neta de la energía potencial de los átomos.
- Secundarios: Enlaces con fuerzas muy débiles.- La fuerza motriz para el enlace es la atracción de los
dipolos eléctricos contenidos en los átomos o en las moléculas.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Iónicos: Hay transferencia de e- de un átomo a otro.
Se producen iones con carga
eléctrica.
Enlace no direccional (Atracción
en cualquier dirección).
Formados con átomos con grandes diferencias de electropisotividad y electronegatividad.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Iónicos:
Fc=-K/a2
K=k0(Z1q)(Z2q)
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Iónicos:
Fc=-K/a2
K=k0(Z1q)(Z2q)
Fc=Fuerza de atracción
Z=Valencia del ión cargado :+1(Na+), -1(Cl-)
q=carga del e- 1.6x10-17 C
K0=Constante de proporcionalidad: 9x109 V.m/C
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Iónicos:
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Iónicos:
FR=Fuerza de repulsión
Lambda y Rho= Constantes experimentales.
/aR eF
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Iónicos:
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Covalentes:
Formados con átomos con pequeñas diferencias electronegativas.
Átomos ubicados muy próximos en la tabla periódica.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Covalentes:
En general, los átomos comparten los e- s y p con otros átomos, alcanzándose una configuración electrónica de gas noble.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Covalentes:
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Covalentes: En moléculas diatómicas
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:-Covalentes: En moléculas diatómicas
2s22p5
2s22p4
2s22p3
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:-Covalentes: En moléculas diatómicas.El carbono, base de losMateriales poliméricos.
1s22s22p2
Por hibridación 1s22s12p3
Configuración del diamante.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:-Covalentes: En moléculas diatómicas.El carbono, base de losMateriales poliméricos.
1s22s22p2
Por hibridación 1s22s12p3
Configuración del diamante.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Metálico: Presente en los metales sólidos.
Átomos muy juntos
con configuración
cristalina.
El átomoEl átomo
Enlaces primarios:
-Metálico: Los núcleos vecinos atraen a los e- externos de valencia.
La atracción genera una nube electrónica de carga.
No hay restricción sobre neutralidad de carga (enlace iónico) ni pares electrónicos (enlace covalente)
El átomoEl átomo
Enlace secundario:
-O de Van Der Waals
Formado por la atracción de los dipolos eléctricos de los átomos o moléculas.
El átomoEl átomo
Enlace secundario:
-Formado por la atracción de los dipolos eléctricos de los átomos o moléculas.
El átomoEl átomo
Enlace secundario:
-
El átomoEl átomo
Enlace secundario:
La licuefacción y solidificación de los gases nobles, debidas a este tipo de enlace.
Si una molécula es asimétrica, se genera un momento dipolar (agua).
El átomoEl átomo
Resumen de enlaces
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas
Disposición ordenada y repetida de los átomos en el espacio:
Sólido cristalino o material cristalino.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas
Ejemplos: Acero
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas
Ejemplos: Fundición
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas
Ejemplos: Cobre
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas
Retículo espacial: Puntos de intersección de una red de líneas que representan el ordenamiento atómico en el sólido cristalino.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas:
En cada red espacial se especifican las posiciones atómicas en una celda unidad que se puede repetir al infinito.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas:
El tamaño y forma de la celda unidad, descrito por tres vectores reticulares
a, b y c
El átomoEl átomo
Se requieren solo siete diferentes tipos de celda unidad para crear todos los sistemas cristalinos.
El átomoEl átomo
La mayoría de los sistemas cristalinos son variación de la celda unidad básica.
El átomoEl átomo
Redes de Bravais:
A. J. Bravais estableció que todas las distribuciones posibles en el espacio, se pueden rducir a 14.
El átomoEl átomo
Redes
De
Bravais:
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Cúbica Centrada en el
Cuerpo: BCC.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Cúbica Centrada en el Cuerpo: BCC.
El átomoEl átomo
Longitud de la arista (a) de la estructura
Cúbica Centrada en el Cuerpo: BCC.
El átomoEl átomo
Longitud de la
arista (a) de la
estructura
Cúbica Centrada
en el Cuerpo: BCC.
El átomoEl átomo
Átomos por celda unidad de la estructura Cúbica Centrada en el Cuerpo: BCC.
1 átomo en el centro
8/8 de átomo en cada esquina
Total: 2 átomos/celda unidad.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Cúbica Centrada en las
Caras: FCC.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Cúbica Centrada
en las
Caras: FCC.
El átomoEl átomo
Longitud de la arista (a) de la estructura
Cúbica Centrada en las Caras: FCC.
El átomoEl átomo
Longitud de la
arista (a) de la
estructura
Cúbica Centrada
en las Caras: FCC.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Hexagonal
Compacta:
HCP.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Hexagonal Compacta: HCP.
El átomoEl átomo
Estructuras cristalinas metálicas:
Hexagonal Compacta: HCP.
Cálculo
Del
volumen.
El átomoEl átomo
Preguntas:
¿Cómo se especifican las posiciones atómicas en las celdas unitarias?
¿Cómo se especifican las direcciones en las celdas unitarias?
¿Qué son los índices de Miller?
Con un ejemplo explique los conceptos anteriores.
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Solución sólida: Mezcla de un soluto y un solvente en el estado sólido.
Imperfección: Defecto en el sólido por falta de regularidad en la estructura cristalina.
El átomoEl átomo
Solución sólida sustitucional: Au-Ag.
Factores que controlan el intervalo de solubilidad:
-Similitud de estructura cristalina.
-Tamaño relativo: A mayor diferencia, menor solubilidad.
-Afinidad química: >afinidad <solubilidad
-Valencia relativa:Un metal de menor valencia tiende a disolver uno de mayor valencia.
El átomoEl átomo
Solución sólida intersticial: Fe-C.
Factor que controla el intervalo de solubilidad:
-Átomos de pequeños radios atómicos se acomodan en los espacios o intersticios de la estructura reticular de los átomos solventes más grandes.
El átomoEl átomo
Compuestos: Fe3C.
Factor que controla su formación:
-Afinidad química: A mayor afinidad química tengan dos metales, menor solubilidad sólida y mayor tendencia a formar compuestos.
En general, a mayor separación en la tabla periódica, mayor afinidad química.
Tienen fórmula química.
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Solución sólida:
Sustitucional Intersticial
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Defectos puntuales: Imperfección en puntos reticulares. Debidos a la agitación térmica.
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Defectos puntuales:
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Defectos de línea o dislocaciones: Distorsión de la red alrededor de una línea
Se crean durante la solidificación del sólido cristalino o por deformación plástica, por condensación de vacantes y por desajustes atómicos en soluciones sólidas
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Defectos de líneao dislocaciones:
Dislocación de bordeO de arista.
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Defectos de línea
o dislocaciones:
Dislocación helicoidal.
El átomoEl átomo
Solución sólida e imperfecciones en los cristales.
Defectos de línea
o dislocaciones:
Dislocación mixta.
El átomoEl átomo
Preguntas:
¿Son las imperfecciones “fijas” o “móviles”?¿Por qué?
¿La densidad de las imperfecciones es “grande” o “pequeña”?
¿Cómo estimaría usted, la difusión de una imperfección?. Explique.
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