UNIDAD 6: ESTRUCTURA DE LA MATERIA

La materia está integrada por átomos, partículas diminutas que, a su vez, se componen de otras aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas, las cuales se agrupan para constituir los diferentes objetos.

Un átomo es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia y puede entrar en combinación. Está constituido por un núcleo, en el cual se hallan los protones y neutrones y una corteza, donde se encuentran los electrones. Cuando el número de protones del núcleo es igual al de electrones de la corteza, el átomo se encuentra en estado eléctricamente neutro.

Se denomina número atómico al número de protones que existen en el núcleo del átomo de un elemento. Si un átomo pierde o gana uno o más electrones adquiere carga positiva o negativa, convirtiéndose en un ion. Los iones se denominancationes si tienen carga positiva y aniones si tienen carga negativa.

En la naturaleza los átomos se combinan formando las moléculas. Una molécula es una agrupación de dos o más átomos unidos mediante enlaces químicos. La molécula es la mínima cantidad de una sustancia que puede existir en estado libre conservando todas sus propiedades químicas.




6.2.1- Compuestos químicos, mezclas, aleaciones y composites.

Los elementos son sustancias que están constituidas por átomos iguales, o sea de la misma naturaleza. Por ejemplo: hierro, oro, plata, calcio, etc. Los compuestos están constituidos por átomos de elementos diferentes, siguiendo una razón fija. Una característica esencial es que tiene una formula química. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrogeno y oxigeno en la razón de 2 a 1 (en número de átomos).

Las mezclas se obtienen de la combinación de dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos. En las mezclas no se establecen enlaces químicos entre los componentes de la mezcla, por lo que las sustancias participantes conservan su identidad y propiedades. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

Las mezclas homogéneas son aquellas en las cuales todos sus componentes están distribuidos uniformemente, es decir, la concentración es la misma en toda la mezcla, en otras palabras en la mezcla hay una sola fase. Ejemplos de mezclas homogéneas son la limonada, sal disuelta en agua, etc. Este tipo de mezcla se denomina solución o disolución.

Las mezclas heterogéneas son aquellas en las que sus componentes no están distribuidos uniformemente en toda la mezcla, es decir, hay más de una fase; cada una de ellas mantiene sus características. Ejemplo de este tipo de mezcla es el agua con el aceite, arena disuelta en agua, etc; en ambos ejemplos se aprecia que por más que se intente disolver una sustancia en otra siempre pasado un determinado tiempo se separan y cada una mantiene sus características.

Aleaciones:

Aleaciones son la mezcla de un metal principal con otros elementos para mejorar las propiedades físicas y mecánicas del metal puro.

Variando la composición de las aleaciones se puede conseguir un rango de propiedades diferentes para una amplia gama de aplicaciones.

Las aleaciones de cobre y zinc se pueden combinar juntas para proporcionar una mayor resistencia a la corrosión. Las aleaciones de aluminio son frecuentemente mezcladas con cobre y manganeso para proporcionar maleabilidad para aplicaciones ligeras. Las aleaciones de níquel ayudan a proporcionar resistencia a los materiales que se funden a bajas temperaturas. También disponen de propiedades anticorrosivas, que hacen que este metal sea ideal para la creación de escaleras, en conjunción con el acero. Las aleaciones de acero se componen principalmente de acero con cromo mezclado en torno al 10 por ciento, que proporciona protección contra la corrosión.

Composites:
Las resinas compuestas o composites, son materiales sintéticos compuestos por moléculas de elementos variados. Estas moléculas suelen formar estructuras muy resistentes y livianas, son utilizadas desde mediados del siglo XX en varios campos: Aeronáutica, ingeniería civil, ingeniería naval, odontología, fabricación de prótesis. Se utilizan en odontología en la restauración de dientes, haciendo que se adhiera micromecánicamente a la superficie del diente. Y están formadas por un componente orgánico polimérico llamado matriz y un componente inorgánico mineral o relleno.

6.2.2- Obtención de materiales.




Desde que se extraen de la naturaleza hasta que se utilizan, los materiales sufren una serie de transformaciones. Según el grado de transformación, los materiales se clasifican en: naturales, transformados, sintéticos y reciclados:

-Los materiales naturales son los que se usan sin haber sufrido transformación previa, es decir, se emplean tal cual lo hemos obtenido de la naturaleza. Por ejemplo: la piedra, la madera…




-Los materiales transformados se obtienen sometiendo la materia prima a procesos físicos y químicos. Las propiedades de estos materiales son parecidas a las de la materia prima de la que proceden. Ejemplos: vidrios, cerámicas…






-Los materiales sintéticos se preparan por polimerización (reacción química) de la materia prima. Las propiedades del material resultante no se parecen en nada a las de la materia prima de la que proceden. Ejemplos: plásticos, poliéster, nailon…




-Los materiales reciclados provienen del reciclaje de otros materiales ya existentes. La mayoría de los materiales pueden ser reciclados, excepto los que son muy tóxicos.