CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES DE DONALD R. ASKELAND

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El enlace metálico: Se forma cuando los átomos ceden sus electrones de valencia, creando un mar de electrones. Los cuerpos centrales atómicos positivamente cargados quedan enlazados mediante la atracción mutua con los electrones libres de carga negativa. tienen una electronegatividad baja, ceden sus electrones de valencia para formar un “mar” de electrones que rodea a los átomos, en este cuerpo central faltan tres electrones cargados negativamente, éste tiene una carga positiva igual a tres. Los electrones de valencia se mueven libremente dentro del mar de electrones y se asocian con varios centros atómicos.

El enlace covalente: Los materiales con enlace covalente comparten electrones entre dos o más átomos.

Ejemplo:

un átomo de silicio, que tiene una valencia de cuatro, obtiene ocho electrones en su capa externa de energía al compartir sus electrones con otros cuatro átomos de silicio que lo rodean.

Para que se formen los enlaces covalentes, los átomos de silicio deben organizarse de manera que los enlaces tengan una relación direccional fija entre ellos. polímeros están total o parcialmente enlazados mediante enlaces covalentes, lo que explica la razón por la cual el vidrio se rompe cuando se cae y por qué los ladrillos son buenos materiales aislantes.

El enlace iónico: Cuando en un material se encuentran presentes más de un tipo de átomos, uno de ellos puede donar sus electrones de valencia a un átomo distinto, llenando la capa energética externa del segundo átomo. Ambos átomos ahora tendrán su nivel de energía externo lleno (o vacío), y a la vez han adquirido una carga eléctrica y se comportan como iones. El átomo que cede los electrones queda con carga neta positiva y es un catión; en tanto que el que acepta los electrones adquiere carga neta negativa y es un anión.

Enlaces de Van der Waals: Unen moléculas o grupos de átomos mediante una atracción electrostática débil. Muchos plásticos, cerámicos, agua y otras moléculas están polarizadas de manera permanente; esto es, algunas porciones de la molécula están cargadas positivamente, en tanto que otras lo están negativamente. La atracción electrostática entre regiones de carga positiva de la molécula y regiones de carga negativa de una segunda molécula unen de manera débil ambas moléculas. es un enlace secundario, aunque los átomos dentro de la molécula o grupo de átomos siguen unidos mediante fuertes enlaces covalentes o iónicos.

CAPÍTULO 3: ORGANIZACIÓN ATÓMICA

La estructura atómica influye en la forma en que los átomos se unen entre sí; esto además nos ayuda a comprender la clasificación de los materiales como metales, semiconductores, cerámicos y polímeros y nos permite llegar a ciertas conclusiones generales referentes a propiedades mecánicas y comportamiento físico de estas cuatro clases de materiales. El termino estructura significa una descripción del arreglo atómico, vistos con distintos grados de detalle. Los científicos y los ingenieros en materiales no solo tienen que ver con el desarrollo de materiales, sino también con la síntesis y el procesamiento de materiales con los procesos de fabricación correspondientes a la producción de los componentes.

Existen variedad de como los átomos se acomodan para poder formar las propiedades de los materiales.

Sin orden: En gases como el argón, los átomos no tienen orden y llenan de manera aleatoria el espacio en el cual está confinado el gas.

Orden de corto alcance: Un material muestra orden de corto alcance si el arreglo especial de los átomos se extiende sólo a los vecinos más cercanos de dicho átomo. Cada molécula de agua en fase vapor tiene un orden de corto alcance debido a los enlaces covalentes entre los átomos de hidrógeno y oxígeno; esto es, cada átomo de oxígeno está unido a dos átomos de hidrógeno, formando un ángulo de 104.5° entre los enlaces.

Orden de largo alcance: Los metales, semiconductores, muchos materiales cerámicos e incluso algunos polímeros tienen una estructura cristalina en la cual los átomos muestran tanto un orden de corto alcance como un orden de largo alcance.

La celda unitaria: Es la subdivisión de la red cristalina que sigue conservando las características generales de toda la red. En este texto, se verá la celda unitaria y la estructura cristalina de manera indistinta.

Se identifican 14 tipos de celdas unitarias o redes de Bravais agrupadas en siete sistemas cristalinos. Los puntos de la red están localizados en las esquinas de las celdas unitarias y, en algunos casos, en cualquiera de las caras o en el centro de la celda unitaria. A continuación, se verán algunas características de una red o de una celda unitaria.

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Ilustración 1 – Redes de Bravais.

CONCLUSIÓN

Es importante conocer las propiedades de los materiales no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos