Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, estructura atómica y enlaces químicos.

1. Introducción a CTQM

1.1. Enfoques importantes de los materiales

1.1.1. Propiedades

1.1.1.1. Químicas

1.1.1.2. Estructurales

1.1.1.3. Mecánicas

1.2. Importancia para la ingeniería de la CTQM

1.2.1. -Realizar labores con mayor eficiencia

1.2.2. -Mejor planeación

1.2.3. Mejor estructuración

1.3. ¿Qué es?

1.3.1. Disciplina

1.3.1.1. Toma en consideración

1.3.1.1.1. Utilidad

1.3.1.1.2. Sostenibilidad

1.3.1.1.3. Proyección

1.3.2. Conocimiento básico

1.3.2.1. Estructura interna

1.3.2.2. Propiedades

1.3.2.3. Elaboración

1.4. Tipos de materiales

1.4.1. Metálicos

1.4.1.1. Inorgánicas compuestos

1.4.1.2. Elementos metálicos

1.4.1.2.1. Fe

1.4.1.2.2. Cu

1.4.1.2.3. Al

1.4.1.2.4. Ni

1.4.1.2.5. Ti

1.4.1.3. Elementos no metálicos

1.4.1.3.1. C

1.4.1.3.2. N

1.4.1.3.3. O

1.4.1.4. Características

1.4.1.4.1. Buenos conductores

1.4.1.4.2. En condiciones TPN

1.4.1.5. Mateales y aleaciones

1.4.1.5.1. Metales y aleaciones ferrosas

1.4.1.5.2. Metales y aleaciones no ferrosas

1.4.2. Poliméricos

1.4.2.1. Largas cadenas orgánicas

1.4.2.2. Características

1.4.2.2.1. No cristalinos

1.4.2.2.2. Variabilidad

1.4.2.2.3. Malos conductores eléctricos

1.4.2.2.4. Buenos aislantes

1.4.3. Cerámicos

1.4.3.1. Inorgánicos

1.4.3.1.1. Metálicos

1.4.3.1.2. No metálicos

1.4.3.2. Características

1.4.3.2.1. Gran dureza

1.4.3.2.2. Gran resistencia térmica

1.4.3.2.3. Frágiles

1.4.3.2.4. Peso ligero

1.4.3.2.5. Poca fricción

1.4.4. Compuestos

1.4.4.1. dos o más materiales

1.4.4.2. Propiedades de los materiales

1.5. Avances tecnológicos

1.5.1. Materiales inteligentes

1.5.1.1. Capacidades

1.5.1.1.1. Detectar estímulos ambientales

1.5.1.1.2. Modificación hacia estímulos

1.5.2. Nanomateriales

1.5.2.1. Tamaño menor a 10^-9 m

1.5.2.2. Pueden ser

1.5.2.2.1. Metálicos

1.5.2.2.2. Poliméricos

1.5.2.2.3. Cerámicos

1.5.2.2.4. Compuestos

2. Estructura atómica

2.1. Partículas subatómicas

2.1.1. Protones

2.1.1.1. Masa:1.673x10^-24 g

2.1.1.2. Carga: 1.602x10^-19 C

2.1.2. Neutrones

2.1.2.1. Masa: 1.675x10^-24 g

2.1.2.2. Carga: 0 C

2.1.3. Electriones

2.1.3.1. Masa: 9.109x10^-28 g

2.1.3.2. Carga (relativa): -31.602x10^-19 C

2.1.3.3. Determinan propiedades:

2.1.3.3.1. Químicas

2.1.3.3.2. Eléctricas

2.1.3.3.3. Mecánicas

2.1.3.3.4. Térmicas

2.2. Partes del átomo

2.2.1. Núcleo

2.2.1.1. D=10^-14 m

2.2.2. Nube de electrones

2.2.2.1. Dispersa

2.2.2.2. Densidad variable

2.2.2.3. Casi todo el volumen

2.3. Número atómico

2.3.1. Cantidad de protones y electrones

2.3.2. Parte superior del símbolo atómico

2.4. Masa atómica

2.4.1. Masa de 6.023x10^23 átomos

2.4.2. Debajo del símbolo atómico

2.4.3. Basado en la masa del carbono 12

2.4.4. Unidades de medida

2.4.4.1. Unidad de masa atómica (uma)

2.4.4.1.1. "un doceavo de la masa de un átomo de carbono que tiene una masa de 12 u." (Smith & Hashemi, 2006, cap. 2, p. 3)

2.4.4.2. Mol

2.4.4.2.1. "El número en gramos de ese elemento igual al número que expresa su masa atómica relativa molar."(Smith & Hashemi, 2006, cap. 2, p. 3)

2.5. Números cuánticos

2.5.1. n

2.5.1.1. Nivles energéticos

2.5.1.2. Ecuación de Bohr

2.5.1.3. Energía electrónica

2.5.1.4. Número del 1 a 7

2.5.2. l

2.5.2.1. Subnivles de energía

2.5.2.2. Números basados en "n-1"

2.5.2.3. Uso de los niveles

2.5.2.3.1. s

2.5.2.3.2. p

2.5.2.3.3. d

2.5.2.3.4. f

2.5.3. ml

2.5.3.1. Orientación espacial

2.5.3.2. Depende del número "l"

2.5.3.3. Oscila entre --3 a 3

2.5.4. ms

2.5.4.1. Spin

2.5.4.2. Giro del electrón

2.5.4.3. Valores de -1/2 o 1/2

3. Enlaces químicos

3.1. Primarios

3.1.1. Iónicos

3.1.1.1. Fuerza interatómicas fuertes

3.1.1.2. Transferencia de un electrón

3.1.1.2.1. Los electrones viajan del metal al no metal

3.1.1.3. Fuerzas electroestáticas

3.1.1.3.1. Atracción de iones con cargas distintas

3.1.1.4. No direccional fuerte

3.1.1.5. Entre metales y no metales

3.1.2. Covalentes

3.1.2.1. Unión entre mismas cargas

3.1.2.2. Elementos que difieren poco en electronegatividad

3.1.2.3. Comparten pares electrónicos

3.1.2.4. Alcanza la configuración de un gas noble

3.1.2.5. Entre

3.1.2.5.1. No metales

3.1.2.5.2. El mismo elemento

3.1.2.6. Con dirección localizada

3.1.3. Metálicos

3.1.3.1. Metales sólidos

3.1.3.2. Núcleos de iones positivos

3.1.3.3. Atracción entre los electrones y núcleos por la cercanía espacial

3.1.3.4. Nube electrónica

3.1.3.5. Comparten electrones de forma deslocalizada

3.2. Secundarios

3.2.1. Dipolo permanente

3.2.1.1. Intermoleculares

3.2.1.2. Débiles

3.2.1.3. Asimetría en la densidad electrónica

3.2.2. Dipolo variable

3.2.2.1. Densidad electrónica cambia a través del tiempo

4. Referencias

4.1. 1.Smith, W. & Hashemi, J. (2006) Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. Ciudad de México, México: McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A de C.V.