enlaces y materiales parte ii

Metales de transición

ENLACES QUÍMICOS

Enlace en el que 2e son compartidos por dos átomos.

Unión entre dos no metales

Cuando la capa de valencia de un átomo está casillena, trata de encontrar electrones en otro átomopara completarla.

Ejemplos de moléculas con enlaces covalentes:

H2 F2 CO2 N2 C2H2 NH3 O2

EC POLAR: Los e pasan más tiempo alrededor de un átomo que del otro. Se da por la diferencia en la electronegatividad.

p.e.: HF

EC NO POLAR: Cada e del par compartido es atraído por los núcleos de ambos átomos de similar o igual electronegatividad.

p.e.: H2, F2.

COMPUESTOS

IÓNICOS

Gases, líquidos osólidos de bajo puntode fusión.

Insolubles en agua.

Al fundirse conducenla electricidad.

COMPUESTOSCOVALENTES

Sólidos a temperaturaambiente, de alto puntode fusión.

Solubles en agua. Fundidos no conducen

la electricidad.

Los átomos del metal pierden los electrones más externos y quedan cargados positivamente. Los electrones quedan moviéndose entre los átomos con carga positiva, formando una nube de carga negativa que mantiene unidos a los átomos en una red metálica.

Los átomos permanecen unidos por lasgrandes fuerzas de atracción entre los núcleos positivos y los e deslocalizados.

MATERIALES

METALES

- Metales ferrosos y sus

aleaciones

- Metales no ferrosos y sus

aleaciones (aluminio, cobre,

magnesio, nickel, titanio, metales

preciosos)

POLIMÉRICOS

-Plásticos termoplásticos

-Plásticos termoestables

-Elastómeros

CERÁMICOS

-Vidrios

-Vitrocerámicas

-Grafito

-Diamante

COMPUESTOS

-Plásticos reforzados

-Compuestos con matriz

metálica

-Compuestos con matriz

cerámica

-Estructuras tipo sándwich

-Concreto

Altos puntos de fusión y ebullición debido a la fuerza de sus enlaces.

Conducen la electricidad.

Son buenos conductores del calor.

Son maleables (forman láminas) y dúctiles(forman alambres) debido a la capacidad de sus átomos de girar sobre los otros y cambiarde posición sin romper sus enlaces.

La mayoría provienen de los minerales. Un mineral es una sustancia de origen natural, con una composición química

característica, dentro de cierto intervalo. Un depósito mineral cuya concentración es posible para extraer un metal, se llama mena.

Metales más abundantes en la tierra: Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, Mn.

Hierro/Acero – aleaciones de acero para aplicaciones de fuerza crítica.

Aluminio y sus aleaciones Son fáciles de formar, de fácilconsecución, baratas y reciclables.

Cobre y sus aleaciones – alta conductividad térmica y eléctrica, alta ductilidad y buena resistencia a la corrosión.

Titanio y sus aleaciones usadas para resistir a altastemperaturas (~1000° F) cuando se requiere buenaresistencia a la corrosión o peso.

Nickel y sus aleaciones para aplicaciones a altastemperaturas (~1500-2000° F) o cuando se requierebuena resistencia a la corrosión.

Materiales refractarios se usan para aplicaciones querequieran uso a las mayores temperaturas (> 2000° F).

“Material sólido inorgánico, no metálico, que se prepara a partir de materiales en polvo, se

usa para generar productos a través de la aplicación de calor, y muestra como

propiedades características la dureza, resistencia, conductividad eléctrica baja, y la

fragilidad. "

Son más resistentes a altas temperaturas y ambientes fuertes, que los metales y los polímeros

Los materiales cerámicos son sólidos, formados principalmente por un metal y un no metal, y la unión entre los átomos se da mediante enlaces iónicos o covalentes. Se forman calentando el compuesto químico y luego dejándolo enfriar. Dependiendo del tipo de enfriamiento que sufra, se pueden tener materiales cristalinos (moléculas ordenadas) o amorfos (moléculas desordenadas).

Los materiales cerámicos amorfos suelen llamarse simplemente “vidrios”

Los cerámicos cristalinos, por otro lado, se producen de manera similar a los vidrios, pero en este caso el enfriamiento es muy lento, lo cual permite que sus átomos se ordenen en cristales regulares. De esta forma se producen, por ejemplo, los platos de porcelana.

Unión de Metal y No Metal, como:

1. Alúmina (Al2O3 ) El material más costo-efectivo, y ampliamente usado en las cerámicas para ingeniería.

Usos:

-productos estructurales

-material refractario

-fibra de vidrio

-abrasivos naturales y sintéticos

-cementos

-cerámicas avanzadas: estructurales, eléctricas, recubrimientos, uso químico y ambiental (filtros, membranas, catalizadores)

2.Calcia CaO

3.Nitruro de silicio Si3N4

Los polímeros son compuestos orgánicos, naturales o sintéticos, que se forman por la unión de un gran número de moléculas de bajo peso molecular, denominadas monómeros.

Propiedades:

- Bajo punto de fusión- son menos densos que los metales o cerámicas,- resisten formas de corrosión,- Poca reactividad química, ofrecen una buena compatibilidad con el tejido humano, - Pobre conductividad térmica y eléctrica, excelente resistencia a la conducción de la corriente eléctrica.

Dos materiales poliméricos industrialmente importantes son los plásticos y elastómeros.

1. Los plásticos son un grupo grande y variado de materiales sintéticos, tales como el polietileno y el nylon.

2. Elastómeros o cauchos pueden deformarse elásticamente una gran cantidad cuando se aplica una fuerza a ellos y puedan regresar a su forma original (o casi) cuando la fuerza se libera.

Se pueden clasificar en termoplásticos y termoestables. Los polímeros termoplásticos pueden ser moldeados al calentarse. Polietileno y polipropileno, que pueden ser fácilmente reciclados. El polietilentereftalato (PEt, con el que se hacen las botellas de plástico.

http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Introduction/polymers.htm

Definición

Combinación de dos o más materiales distintos paraformar uno con propiedades nuevas.

Composición

Estan formados por 2 fases, una matriz de un material dúctil o duro y un refuerzo, duro pero de baja densidad. Ambas fases pueden ser un metal, cerámica o polímero.

Categorías◦ Fortalecido por dispersión◦ Reforzado con partículas◦ Reforzado con fibras.

Con partículas Con fibras Laminares

Los compuestos fortalecidos por dispersióntienen una fina distribución de partículassecundarias en la matriz, que impiden los queel material se deforme (inhibiendomecanismos para el movimiento dedislocación y deslizamiento). Muchoscompuestos de matriz metálica caen en lacategoría de compuestos fortalecidos pordispersión.

Los compuestos reforzados por partículas tienen una gran fracción, en volumen, de partículas dispersadas en la matriz y la carga es repartida entre las partículas y la matriz. La mayoría de cerámicas comerciales y muchos polímeros son compuestos reforzados con partículas.

En compuestos reforzados con fibras, la fibra es el principal componente de carga. Los compuestos por fibras de vidrio y de carbón son ejemplos de compuestos reforzados por fibras.

No existe una correspondencia exacta entre los diversos tipos de enlaces (iónicos, covalentes, metálicos y secundarios) y las familias de materiales (metálicos, cerámicos, poliméricos y moleculares). La

figura ilustra esta cuestión.

http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/enlaces_y_tipos_de_materiales.html