ESTRUCTURA DE LA MATERIAY

FUERZAS DE UNION

Facultad de OdontologíaUniversidad Gran Mariscal de Ayacucho

Barcelona – Edo AnzoáteguiVenezuela

Cátedra de Biomateriales Dentales

Materia Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

Materiales son elementos agrupados en un conjunto el cual es, o puede ser, usado con algún fin específico. Los elementos del conjunto pueden tener naturaleza real (ser cosas), naturaleza virtual o ser totalmente abstractos.

ATOMO Y MOLECULAS

ATOMO Y MOLECULAS

ATOMO Y MOLECULAS

Masa Atómica (ma) Es el total de protones y neutrones en un solo átomo (cuando el átomo no tiene movimiento).

ATOMO Y MOLECULAS

Número Atómico es el número entero positivo que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z (del alemán: Zahl, que quiere decir número). El número atómico es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear.

ATOMO Y MOLECULASISOTOPOSUn mismo elemento químico puede estar constituido por átomos diferentes, es decir, sus números atómicos son iguales, pero el número de neutrones es distinto. Isótopos significa "mismo lugar", es decir, que como todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico, ocupan el mismo lugar en la Tabla Periódica.

Por tanto:•Si a un átomo se le añade un protón, se convierte en un nuevo elemento químico•Si a un átomo se le añade un neutrón, se convierte en un isótopo de ese elemento químico

TABLA PERIODICA

ATOMOS Y MOLECULAS

ATOMOS Y MOLECULAS

ATOMOS Y MOLECULAS

ENLACES

ENLACESSon fuerzas de atracción entre átomos (interatómicos) o entre moléculas (intermolecular).Se producen cuando los núcleos y electrones de diferentes átomos interactúan y producen átomo enlazados o iones que son más estables que los átomos mismo.

Cuando se forma un enlace químico hay una liberación de energía.

Las capas están denominadas como K,L,M,N,O,P,Q.La Capa K era la única que se llenaba con dos y el resto de las capas como 8.

Para que un átomo tuviese equilibrio electrostático debe tener equidad entre la cantidad de protones y electrones quedando 2 en su capa mas interna y 8 en su capa mas externa de lo contrario el átomo recurre a la unión para su equilibrio y erradicar la inestabilidad.

GASES INERTESon estructuras estables en donde su ultima capa de electrones esta completamente llena donde no pueden aceptar, ceder o prestar ningún tipo de electrón porque equilibrada.Por su estabilidad estos gases también son conocidos como Gases Nobles.Tiene por característica de tener en su ultima capa 8 electrones a excepción del Helio que tiene solo 2

El número de electrones que ceden, comparten o aceptan se llama Electrones de Valencia. Razón siguiente por el cual no pueden realizar enlaces de Tipo Químico o Primario si no de Tipo Físico o Secundarios

TIPOS ENLACES

ENLACES QUIMICOS O PRIMARIOS

IONICOCOVALENTEMETALICO

ENLACES FISICOS O SECUNDARIOS

PUENTES DE HIDROGENO

FUERZA DE VAN DER WALLS

Este tipo de enlaces, se ceden, comparten o se aceptan electrones, son uniones verdaderas

Se da solo por atracción de polaridades diferentes entre átomos o moléculas, la unión no es tan fuerte como los E.Q. Solo se atrae por polaridad

Enlaces PrimariosEnlaces Iónicos

Atracción electrostática entre átomos de diferente carga eléctrica.

Para que se pueda llevar acabo este tipo de enlaces uno de los átomos

puede ceder electrones y el otro ganar electrones.

La unión entre estos átomos pasa a Cationes(+) y Aniones(-).

Se produce entre un elemento metálico (electropositivo catión), y un

elemento no metálico (electronegativo anión).

Ejemplo: Na + Cl = NaCl

Enlaces Primarios

¿Qué son los Iones?Son átomo eléctricamente cargados porque han perdido o ganado electrones

Si un átomo pierde electrones se convierte en una especie cargado positivamente llamado CATION este grupo pertenecen los Metales.

Si un átomo gana electrones se convierte en una especie cargado negativamente llamado ANION este grupo pertenecen los metaloides.

Enlaces PrimariosPropiedades Generales de los

Enlaces IónicosRuptura de núcleo masivo.

Son sólidos de estructura cristalina en el sistema cúbico.

Altos puntos de fusión (entre 300 °C o 1000 °C) y ebullición.

Son enlaces resultantes de la interacción entre los metales de los

grupos I y II y los no metales de los grupos VI y VII.

Son solubles, como en agua y otras disoluciones acuosas.

Una vez fundidos o en solución acuosa, sí conducen la electricidad.

En estado sólido no conducen la electricidad.

Multidireccional.

Estructura cristalina de largo alcance y sin limites.

Enlaces PrimariosEnlaces Covalente

Es el fenómeno químico mediante el cual dos átomos se unen compartiendo una o varias parejas de electrones, por consiguiente NO GANAN NI PIERDEN ELECTRONES si no que los COMPARTEN.

Este tipo de enlace lo podemos encontrar en todas las moléculas constituidas por elementos no metálicos, combinaciones binarias que estos elementos forman entre si.

Enlaces PrimariosPropiedades Generales de los

Enlaces CovalenteLa molécula posee fin ya que al acabarse la posibilidad de los 8

componentes en la última capa a través compartición de electrones

el método de enlace adicional es por medio de enlaces físicos o

secundarios.

Es unidireccional.

La estructura cristalina es de corto alcance.

Tiene limite.

Material amorfo

Este tipo de enlace puede ser Sencillo, Doble o Triple. Dependiendo

de la compartición de electrones.

Enlaces PrimariosPropiedades Generales de los

Enlaces CovalenteSe pueden presentar en estado sólido, líquido o gaseoso a

temperatura ambiente.

En general, sus puntos de fusión y ebullición no son elevados,

aunque serán mayores cuando las fuerza intermolecular que une a

las moléculas sea más intensa.

Suelen ser blandas y elásticas, pues al rayarlas sólo se rompen las

fuerzas intermoleculares.

En general, son malos conductores de la electricidad. Aunque la

conductividad eléctrica se ve favorecida si aumenta la polaridad de

las moléculas.

Enlaces PrimariosEnlaces Metálico

Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. 

Todos y cada uno de los átomos del metal comparten, con todos los demás, los electrones de la capa de valencia (última capa), formando así una red tridimensional y compacta de cationes ordenados (cristal metálico) inmersa en una nube de electrones compartidos. Esta estructura tiene una gran estabilidad. 

Enlaces PrimariosPropiedades Generales de los

Enlaces MetálicoSuelen ser sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio.

Tienen un punto de fusión alto.

Es un enlace fuerte, primario, que se forma entre elementos de la

misma especie.

Elevada conductividad eléctrica y térmica.

Presentan brillo y son maleables.

Son Multidireccionales y de largo alcance.

Forma una red cristalina conocida como red atómica.

Los átomos se encuentran muy unidos entre si.

Enlaces PrimariosPropiedades Generales de los

Enlaces MetálicoTemperaturas de fusión elevadas, por lo que son sólidos a

temperatura ambiente (excepto el mercurio que es líquido).

Buenos conductores del calor y la corriente eléctrica, debido a la

libertad de movimiento de los electrones por todo el metal.

Dúctiles (se pueden estirar para formar hilos) y maleables (se

pueden trabajar para formar láminas finas).

Son insolubles en agua.

Enlaces Primarios

Sal de Mesa

Aceite

Plata

E. Iónico

E. Covalente

E. Metálico

Enlaces SecundariosCargas parciales que provienen de una distribución desigual de electrones tanto de átomos y moléculas. Estas cargas parciales pueden ser temporales o permanentes.

-Son Muy débiles o un poco fuertes.

-Son importantes para determinar las propiedades de los polímeros,

determinando la interacción de sus cadenas.Fuerzas de Van Der Waals

Puentes de Hidrógeno

Enlaces SecundariosDIPOLOSFuerza que existe entre dos moléculas polares

Dipolos Permanentes

Dipolos Momentáneos o Fluctuantes

Enlaces Secundarios

- Se presentan en las Moléculas Asimétricas.

- En un extremo hay cargas parciales tanto positivas como

negativas.- Ejemplo la Molécula de agua.

(H2O)

- Se presentan en Moléculas Simétricas.

- Los electrones que se encuentran distribuidos de manera uniforme

alrededor del núcleo producen un campo electrostático alrededor del

átomo.- Este campo fluctúa, se convierten

momentáneamente en un polo positivo y un polo negativo, ya que los átomos

no son estáticos y se encuentran constantemente en movimiento.

Enlaces SecundariosFuerzas de Van Der Waals

-Atracción Dipolar entre moléculas simétricas.-Es una unión débil de naturaleza física basada en potencial eléctricos opuestos.

Fuerzas de orientación o de Keeson (dipolo-dipolo):Este tipo de interacción aparece solamente entre moléculas polares. Además, son proporcionales a los valores de los momentos dipolares de las moléculas. Esta interacción se produce por las atracciones electrostáticas que se producen entre la zona cargada negativamente de una molécula y la  positiva de otra, lo que provoca que las moléculas se vayan orientando unas con respecto a otras.

Fuerzas de dispersión o de London:Son fuerzas muy débiles, aunque aumentan con el número de electrones de la molécula.Todos los gases, incluyendo los gases nobles y las moléculas no polares, son susceptibles de ser licuados. Por ello deben de existir unas fuerzas atractivas entre las moléculas o átomos de estas sustancias, que deben ser muy débiles, puesto que sus puntos de ebullición son muy bajos.

Enlaces SecundariosFuerzas de Van Der Waals

Otras fuerzas de van der Waals:Otras fuerzas también incluidas en las de van der Waals son:Fuerzas de inducción (dipolo-dipolo inducido). Donde una molécula polar induce un dipolo en otra molécula no polar; originándose, de esta forma, la atracción electrostática. Esta fuerza explica la disolución de algunos gases apolares (Cl2) en disolventes polares.Fuerzas ion-dipolo. En este caso el ion se va rodeando de las moléculas polares. Estas fuerzas son importantes en los procesos de disolución de sales.

Fuerzas ion-dipolo inducido. Parecida a la anterior, pero el dipolo es previamente inducido por el campo electrostático del ion. Por ejemplo, la existencia de la especie ion triyoduro ( I3

- ), se explica en base a la interacción entre el yodo ( I2) y el ion yoduro ( I-).

Enlaces SecundariosPuente de hidrogeno

-Atracción Dipolar entre moléculas asimétricas como el agua.-Es una unión débil de naturaleza física basada en potencial eléctricos opuestos.

Estados de Agregación de la Materia

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: Sólido,  Líquido y Gaseoso.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.

Los Sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.Los Líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.Los Gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Estados de Agregación de la Materia

Estado SólidoLos sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grande de modo que ocupan posiciones casi fijas.

En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido.

Se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas. Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas:

Estado Líquido-Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. -En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. -El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas. -Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad. -En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía).

Estados de Agregación de la Materia

Estado GaseosoLos gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos.

En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.

Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión:

Estados de Agregación de la Materia

E+E-

E+

E-

E+

E+Con

gela

ción

Condensación

Estados de Agregación de la Materia

Estados de Agregación de la Materia

Estructura CristalinaUn material tiene estructura cristalina cuando todos sus átomos están ordenados de tal manera que cada uno tiene un entorno idéntico.

En cristalografía se distinguen los siguientes conceptos,Retículo espacial: sistema de ejes tridimensional que tiene en el origen un átomo.Celda unitaria: es la unidad que representa la estructura cristalina, donde como estan ubicados los átomos

Estructura AmorfaEs un estado sólido de la materia, en el que las partículas que conforman el sólido carecen de una estructura ordenada. Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas.

Clasificación de los Materiales según su naturaleza

Material Cerámico Material Orgánico

Material Metálico Material Compuesto

Sin LimiteMateriales Metálicos

Es MaleableMoldeable y Laminado

Presentan Enlace Metálico

Es Multidireccional

Largo Alcance

Posee Memoria GeométricaCódigo GenéticoEnergía Superficial Elevada

Temperatura de Fusión Elevada

Moderada Conductividad Eléctrica y Térmica

Clasificación de los Materiales según su naturaleza

Material Cerámico

Enlace Iónico

MultidireccionalLargo Alcance

Sin limites

Posee Memoria Geométrica

Moderada Energía

Superficial

Alto Punto de FusiónNo Conducen

Electricidad en solido pero si al fundirlo

Tiene Mucha gamma de coloresSon Traslucidos

Clasificación de los Materiales según su naturaleza

Material Orgánico

Enlace Covalente

Es Unidireccio

nal

Corto Alcance y

tiene límites

No posee Memoria

Geométrica

Baja Energía Superficial

Posee Intervalo de Fusión

Presenta Estructura Amorfa

Mal Conductor Térmico y Elect.

Clasificación de los Materiales según su naturaleza

Polímero

Cerámica

Material Compues

to

Clasificación de los Materiales según su naturaleza

Sistema de Mezclas

Mezclas

Homogénea

Heterogénea

Es aquella en que sus componentes no son observables a simple vista, por ejemplo el azúcar disuelta en agua.

Es aquella cuyos componentes son observables a simple vista, por ejemplo la arena y el aserrín en un recipiente con agua.

Fases = Tiempo

Sistema de Mezclas

El Componente que se encuentra mayor cantidad se le conoce como SOLVENTE

El Componente que se encuentra menor proporción se le conoce como SOLUTO

Homo

géneo

Solución SaturadaDonde existe la mayor cantidad de soluto que puede ser disuelto por el solvente

Homog -

Hetero

g

Solución SobresaturadaEs donde hay mayor cantidad de soluto que de solvente, por ende, el solvente no puede diluir el soluto y se precipita al fondo.

Sistema de Mezclas

Sistema Coloidal

Fase DispersanteFase de mayor

proporción

Fase Dispersa

Fase de menor proporción

Sistema de Mezclas

Sistema Coloidal

Sistema de Mezclas

Sistema Coloidal

Coloide Reversible

Coloide Irreversible

Sistema de Mezclas

HistéresisEs cuando la

temperatura de licuefacción es mayor que la gelificación.

ImbibiciónEs la capacidad

que tiene un coloide de tomar liquido del medio ambiente donde se encuentre.

SinéresisEs la capacidad

de un coloide de perder liquidos.

CohesiónEs la fuerza de

atracción entre partículas

adyacente dentro de un mismo

cuerpo

Sistema de MezclasPropiedades de Manipulación

Tiempo de MezclaEs el tiempo necesario para lograr una buena mezcla. Esta indicada

por el fabricante

Tiempo de Trabajo

Es el tiempo que se indica para

colocarlo el material en el sitio final y moldearlo

Tiempo de EndurecimientoEs el tiempo que transcurre desde que es colocado

en el sitio hasta su endurecimiento.

Tensión Superficial Es la cantidad de energía necesaria para aumentar su

superficie por unidad de área

Adhesión Es la propiedad de la materia

por la cual se unen dos superficies

de sustancias iguales o diferentes cuando entran en

contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares

Energía SuperficialEs la energía necesaria

para romper los enlaces

intermoleculares dando lugar a una superficie

Interacción entre las superficies de distintos cuerpos.

CONCE

PTOS BASICO

S

La cohesión es la causa de que el agua forme gotas, la tensión superficial hace que se mantengan esférica y la adhesión la mantiene en su sitio.

EJE

MPLO

ANGULO DE CONTACTO

se refiere al ángulo que forma la superficie de un líquido al entrar en contacto con un sólido. El valor del ángulo de contacto depende principalmente de la relación que existe entre las fuerzas adhesivas entre el líquido y el sólido y las fuerzas cohesivas del líquido

HUMECTACION

Adherencia de un liquido a un sólido mediante fuerzas intermoleculares