jueves, 30 de septiembre de 2010

compuestos orgánicos e inorgánicos

Compuestos orgánicos
Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono, formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. No son moléculas orgánicas los compuestos que contienen carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles).
Las moléculas orgánicas pueden ser de dos tipos:
  • Moléculas orgánicas naturales: Son las sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomoléculas, las cuales son estudiadas por la bioquímica.
  • Moléculas orgánicas artificiales: Son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas por el hombre como los plásticos.
                                                           Información extraída de http://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico


Òxido

Óxido, compuesto binario del oxígeno con otro elemento. El oxígeno se puede combinar directamente con todos los elementos, excepto con los gases nobles, los halógenos y algunos de los metales menos activos, como el cobre y el mercurio, que reaccionan lentamente para formar óxidos incluso cuando se les calienta, y el platino, el iridio y el oro, que únicamente forman óxidos por métodos indirectos.
Los óxidos pueden ser compuestos iónicos o covalentes dependiendo de la posición que ocupa en la tabla periódica el elemento con el que se combina el oxígeno. Los óxidos de los elementos situados a la izquierda son iónicos, los de los elementos situados a la derecha y en la parte superior de sus grupos son moléculas covalentes, y con los elementos de la parte central de la tabla el tipo de enlace que se forma es intermedio. La mayor parte de los óxidos de los elementos no metálicos existen como moléculas covalentes sencillas y sus puntos de fusión y ebullición son muy bajos. Estos óxidos reaccionan con el agua para dar ácidos, por lo que también se les conoce como óxidos ácidos.
Los metales con energías de ionización bajas tienden a dar óxidos iónicos que reaccionan con el agua formando hidróxidos, y se les denomina por ello óxidos básicos. Al aumentar la energía de ionización de los átomos metálicos, el carácter de los enlaces metal-oxígeno es intermedio entre iónico y covalente y los óxidos muestran características ácidas y básicas, por lo que se les conoce como óxidos anfóteros.
                                                                                                           Información extraída de  Biblioteca de consulta Encarta












Hidróxido
Hidróxido, combinación que deriva del agua por sustitución de uno de sus átomos de hidrógeno por un metal. Se denomina también hidróxido el grupo OH formado por un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno, característico de las bases y de los alcoholes y fenoles.
Los hidróxidos se formulan escribiendo el metal seguido del radical hidróxido; éste va entre paréntesis si el subíndice es mayor de uno. Se nombran utilizando la palabra hidróxido seguida del nombre del metal, con indicación de su valencia, si tuviera más de una. Por ejemplo, el Ni(OH)2 es el hidróxido de níquel (ii) y el Ca(OH)2 es el hidróxido de calcio (véase Nomenclatura química).
Las disoluciones acuosas de los hidróxidos tienen carácter básico, ya que éstos se disocian en el catión metálico y los iones hidróxido. Esto es así porque el enlace entre el metal y el grupo hidróxido es de tipo iónico, mientras que el enlace entre el oxígeno y el hidrógeno es covalente.
                              Por ejemplo:
                                                   NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq)
                           Información extraída Biblioteca de consulta Encarta

Propiedades de los compuestos orgánicos
En general, los compuestos orgánicos covalentes se distinguen de los compuestos inorgánicos en que tienen puntos de fusión y ebullición más bajos. Por ejemplo, el compuesto iónico cloruro de sodio (NaCl) tiene un punto de fusión de unos 800 °C, pero el tetracloruro de carbono (CCl4), molécula estrictamente covalente, tiene un punto de fusión de 76,7 °C. Entre esas temperaturas se puede fijar arbitrariamente una línea de unos 300 °C para distinguir la mayoría de los compuestos covalentes de los iónicos. Gran parte de los compuestos orgánicos tienen los puntos de fusión y ebullición por debajo de los 300 °C, aunque existen excepciones. Por lo general, los compuestos orgánicos se disuelven en disolventes no polares (líquidos sin carga eléctrica localizada) como el octano o el tetracloruro de carbono, o en disolventes de baja polaridad, como los alcoholes, el ácido etanoico (ácido acético) y la propanona (acetona).


Hidrocarburos
Hidrocarburos, en química orgánica, familia de compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales, de cadena abierta y cíclica.

Clasificación:

Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es CnH2n+2, y para cicloalcanos es CnH2n. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados



Los alquenos u olefinas son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.

 




Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2











Halógenos
Los halógenos (del griego, formador de sales) son los elementos que forman el grupo 17 (anteriormente grupo VII A) de la tabla periódica: fluor, cloro, bromo, yodo y astato.
En estado natural se encuentran como moléculas diatómicas químicamente activas X2. Para llenar por completo su último nivel energético (s2p5) necesitan un electrón más, por lo que tienen tendencia a formar un ion mononegativo, X-. Este anión se denomina haluro; las sales que lo contienen se conocen como haluros.

Poseen una electronegatividad ≥ 2,5 según la escala de Pauling, presentando el flúor la mayor electronegatividad, y disminuyendo ésta al bajar en el grupo. Son elementos oxidantes (disminuyendo esta característica al bajar en el grupo), y el flúor es capaz de llevar a la mayor parte de los elementos al mayor estado de oxidación que presentan.
Muchos compuestos orgánicos sintéticos, y algunos naturales, contienen halógenos; a estos compuestos se les llama compuestos halogenados. La hormona tiroidea contiene átomos de yodo. Los cloruros tienen un papel importante en el funcionamiento del cerebro mediante la acción del neurotransmisor inhibidor de la transmisión GABA.

Estructura de los materiales

Sólido cristalino se puede decir que un sólido cristalino podría ser el hielo; ya que este posee un ordenamiento estricto y regular, es decir, que sus átomos, moléculas o iones ocupan posiciones especificas, estos sólidos suelen tener superficies planas o caras que forman ángulos definidos entre si. Los sólidos cristalinos adoptan diferentes formas y colores.
 Sólido amorfo quiere decir que estos sólidos no tienen forma. 
Este sólido carece de un ordenamiento bien de finido y de un orden molecular definido, algunos de estos sólidos son mezclas de moléculas que no se apilan, es decir que no pueden ir unos arriba de otros. Algún ejemplo de este tipo de sólidos son el hule y el vidrio.
Celda unitaria Es la unidad estructural que se repite en un sólido, cada sólido cristalino se representa con cada uno de los siete tipos de celdas unitarias que existen y cualquiera que se repita en el espacio tridimensional forman una estructura divida en pequeños cuadros.
A un modelo simétrico, que es tridimensional de varios puntos que define un cristal se conoce como una red cristalina.
Empaquetamiento de esferas
Los requerimientos geométricos generales para que se forme un cristal se entienden si se analizan las distintas formasen que se pueden empacar varias esferas idénticas. La manera en quelas esferas se acomodan en capas determina el tipo de celda unitaria final.
La estructura tridimensional se genera al colocar una capa encima y otra debajo de esta capa, de tal manera quelas esferas de una capa cubren totalmente las esferas de la capa inferior.

                                                  http://www.mitecnologico.com/Main/EstructuraDeLosMateriales 

Sólidos cristalinos
Sólidos cristalinos son los sólidos que átomos, iones, o moléculas se arreglan en una estructura ordenada, geométrica, tridimensional; se puede clasificar por la forma o la composición o la clase de sólidos eso tiene regular o casi-regular estructuras cristalinas. Esto significa que los átomos en estos sólidos están arreglados de una manera ordenada. Los sólidos se dividen en dos tipos:
  • sólidos cristalinos
  • sólidos amorfos
Estos dos se distinguen en base de sus características físicas. Los sólidos cristalinos están de una forma definida y tienen un definido punto de fusión, mientras que amorfo los sólidos no tienen ninguna forma definida y derriten en una gama de temperaturas. Los sólidos cristalinos también se saben para su anisotropic naturaleza, mientras que son los sólidos amorfos isotrópico.
Cristal
Partículas
Fuerzas atractivas
Otras características
Positivo y negativa iones
Alto
Difícilmente, frágil, bueno conductor eléctrico en estado fundido
Bajo
Suave, no conductor o conductor extremadamente pobre de la electricidad adentro líquido estado
Molecular
Moléculas no polares
Fuerza de Londres
Bajo
Suave, no conductor o conductor extremadamente pobre de la electricidad en estado líquido
Red
Átomos
Muy arriba
Muy difícilmente, no conductor de la electricidad
Iones positivos y electrones móviles
Bastante arriba
Duro o suave, maleable y dúctil, buen conductor eléctrico




Concepto de cristal
Un cristal es un sólido homogéneo que presenta una estructura interna ordenada de sus constituyentes químicos, sean átomos, iones o moléculas.
La estructura cristalina, no es exclusiva de los minerales. Hay muchas sustancias cristalinas de origen orgánico, como el azúcar o las concreciones calcáreas de las conchas de moluscos, o de origen artificiales, como el acetato de plomo.

Estructura cristalina
La celda fundamental o celda unitaria o malla es la distribución de átomos, iones o moléculas más pequeñas, cuya repetición definida origina todo el conjunto cristalino. En teoría este proceso se podría repetir indefinidamente hasta que se obtuviera el más pequeño conjunto de átomos, ordenados del mismo modo, y con la misma forma de cada uno de los fragmentos mayores. Estaríamos, entonces, ante la celda fundamental del cristal. Las formas poliédricas de caras planas, típicas de las sustancias cristalinas, indican que el cristal crece a diferentes velocidades en las distintas direcciones del espacio.
Un cristal se origina por acumulación de un pequeño conjunto de átomos. En consecuencia, si el crecimiento se produjera a la misma velocidad en todas las direcciones, los cristales serían esféricos.

La red cristalina
La disposición ordenada de los constituyentes químicos en sucesiones a lo largo de los ejes, y los planos del cristal, es decir, en las tres direcciones del espacio, forman una red cristalina. Los espacios delimitados por los nodos, se denominan mallas. Las redes planas se forman geométricamente con la translación en dos direcciones de los constituyentes químicos que forman el cristal. La intersección de varias filas originaría un nodo. Los constituyentes químicos se sitúan, normalmente, en estas intersecciones, aunque no siempre es así. También ocupan otros lugares como el centro de las caras de la celda fundamental. (Pueden aparecer en medio). 






Estado vítreo

Tradicionalmente se ha considerado quela materia podía presentarse bajo tres formas: la sólida, la líquida y la gaseosa. Nuevos medios de investigación de su estructura íntima -particularmente durante el siglo XX- han puesto al descubierto otras formas o estados en las quelas materia puede presentarse. Por ejemplo el estado mesomorfo(una forma líquida con sus fases esmécticas, nemáticas y colestéricas), el estado de plasma(o estado plasmático, propio de gases ionizados a muy altas temperaturas) o el estado vítreo, entre otros.

Los cuerpos en estado vítreo se caracterizan por presentar un aspecto sólido con cierta dureza y rigidez y que ante esfuerzos externos moderados se deforman de manera generalmente elástica. Sin embargo, al igual que los líquidos, estos cuerpos son ópticamente isótropos, transparentes ala mayor parte del espectro electromagnético de radiación visible. Cuando se estudia su estructura interna a través de medios como la difracción de rayos X, da lugar a bandas de difracción difusas similares alas de los líquidos. Si se calientan, su viscosidad va disminuyendo paulatinamente –como la mayor parte de los líquidos- hasta alcanzar valores que permiten su deformación bajo la acción dela gravedad, y por ejemplo tomarla forma del recipiente que los contiene como verdaderos líquidos. No obstante, no presentan un punto claramente marcado de transición entre el estado sólido y el líquido o "punto de fusión".


Estructura Amorfa
Estructura Amorfa se presenta como un amontonamiento caótico de subestructuras idénticas. La estructura cristalina se presenta en forma de repetición de subestructuras estrictamente periódicas, en las que domina el paralelismo; el cuarzo es el ejemplo más habitual. Por otra parte, en los cristales se distingue un orden a larga distancia, con una organización rigurosamente periódica de las subestructuras, en tanto las subestructuras amorfas siguen líneas quebradas al azar y el orden sólo se discierne a corta distancia. En la difracción también se refleja esta diferencia; la imagen que produce un haz de partículas -fotones, electrones, neutrones- que incide en un cristal amorfo conlleva un punto de impacto central, que corresponde a las partículas no desviadas, rodeado de anillos que corresponden a las distancias medias que son las más frecuentes entre los átomos. Pero, cuando el haz incide en un cristal, la perfecta periodicidad de las estructuras atómicas implica difracciones regulares de las partículas, que tienen lugar en direcciones privilegiadas y características de la estructura del cristal. La imagen se asemeja a una rejilla, en la que se distinguen unos puntos espaciados de forma regular que se llaman reflexiones de Bragg.

Descripción de las propiedades de los sólidos amorfos
Un sólido amorfo consiste en partículas acomodadas en forma irregular y por ello no tienen el orden que se encuentra en los cristales. Ejemplos de sólidos amorfos son el vidrio y muchos plásticos.
Los sólidos amorfos difieren de los cristalinos por la manera en que se funden. Si controlamos la temperatura de un sólido cristalino cuando se funde, encontraremos que permanece constante. Los sólidos amorfos no tienen temperatura de fusión bien definida; se suavizan y funden en un rango de temperatura y no tienen “punto de fusión” característico.
Modelo microcristalino
Los: materiales amorfos están constituidos por un elevado número de agregados cristalinos, cada uno de ellos constituido por alrededor de 100 átomos. Estos agregados cristalinos están dispersos en el sólido y se enlazan entre sí mediante una “red” cuya naturaleza hay que especificar. La limitación en el número de átomos en el agregado proviene del hecho de que no se pueden conseguir agregados compactos de mayor tamaño con energía suficientemente pequeña como para estabilizar la estructura.
Modelo poliédrico:
De nuevo estamos ante un empaquetamiento de átomos, enlazados según una configuración tetraédrica. Sólo para pequeños números de átomos consigue empaquetamientos perfectos con baja energía; para números elevados de átomos hay que empezar a admitir un cierto grado de frustración. Tampoco es capaz de definir la naturaleza de la “red” en la que los agregados están dispersos. Los aglomerados resultantes en este modelo poseen ejes de rotación de orden de cinco, elemento de simetría prohibido en los cristales.
Modelo de empaquetamiento denso al azar:

Este modelo fue propuesto inicialmente por Bernal para explicar la estructura de los líquidos. Su interés actual es fundamentalmente histórico. Se trata de ir ensamblando esferas de forma de forma que la configuración sea lo más compacta posible. En cada etapa vamos añadiendo una nueva esfera tan cerca como sea posible del centro del agregado correspondiente.




 Propiedades del vítreo

el vidrio nos imaginamos un sólido con una rigidez y elasticidad comparables a las del acero, pero con ciertas propiedades mecánicas que limitan sus aplicaciones; como por ejemplo que no tiene ductibilidad, ya que no se deforma a temperatura ambiente, y que si tratamos de cambiar su forma aplicando una fuerza, lo único que logramos es que se rompa. En realidad es un material duro pero frágil al mismo tiempo, y algo que refuerza esa debilidad es la presencia de imperfecciones superficiales, como astilladuras o ranuras.



La viscosidad en un vidrio es otra propiedad de importancia práctica en todas las etapas de preparación porque de ésta depende la velocidad de fusión. Podríamos definir la viscosidad como la resistencia que presenta un líquido a fluir, pero si el vidrio parece un sólido, ¿por qué medimos su viscosidad? Lo hacemos porque los vidrios, en realidad, son líquidos sobre enfriados. Un líquido sobre enfriado es aquel que permanece como líquido a temperaturas más bajas que la de solidificación. Esto se logra llevando a cabo el enfriamiento en condiciones extremas de cuidado y pureza.





La densidad
, definida como el resultado de la masa entre el volumen, es otra propiedad de los vidrios que ha sido muy estudiada. Depende de factores como la temperatura, la presión a la que está sometido y la composición. En la figura 31 se observa que en un vidrio la densidad aumenta al incrementar la concentración de óxido de calcio (CaO) y de titanio (TiO2), mientras que cuando se eleva la cantidad de alumina (A12O3) o de magnesia (MgO) la densidad disminuye. Por otro lado, comparando un vidrio con fórmula Na2O-PbO-SiO2 con otro que contenga K2O-PbO-SiO2, vemos que se intensifica notablemente la densidad cuando el porcentaje de PbO es alto (figura 32), que con sodio (Na) es más alta que con potasio (K), y que cuando llegan alrededor de 40% de contenido de óxido de plomo prácticamente se igualan. En general, la densidad de un vidrio varía muy poco si cambiamos la presión.


Elementos de importancia económica, industrial ambiental en la región o en el país

     Elemento de Importancia Económica:

   Hidrogeno (H) Los principales uso del hidrogeno son:
a)      para la producción de amoniaco (N3H) por el proceso (Haber).
b)      En la producción del ácido clorhídrico al combinarse con cloro, en la síntesis del alcohol metilito (CH3OH) al combinar con monóxido de carbono.
c)      Refinación de petróleo.
d)      Hidrogeno de aceite.

   Boro (B) este no metal se utiliza como fertilizante foliar y edáfico.
   
    Carbono (C) este metal es importante ya que forma parte de numerosos compuestos y son importantes para la vida cotidiana del ser humano.
    También forma parte de las estructuras de las grasas o lípidos de la cual la parte estructural esta formada por el glicerol y glicerina el cual es un alcohol.
    El carbono también forma parte de las estructuras de ácidos nucleicos, vitaminas.
     
    Nitrógeno (N) la mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire de la atmósfera y se usa para fabricar amoniaco al combinarse con el hidrogeno en su forma liquida, el nitrógeno se utiliza como congelante.

    Oxigeno (O) este elemento también se encuentra en el aire de la atmósfera y es muy importante en la vida del ser humano ya que el depende de su respiración.
    También se utiliza ampliamente en la industria y también se utiliza en la soldadura autógena o acetilénica.

    Flour (F) los usos de los fluoruros principalmente el fluoruro de sodio se utiliza en la fluoración del agua potable y en las pastas dentales para prevenir las caries.
   
    Cloro (Cl) se utiliza para la elaboración de plástico disolvente, pesticidas, producto farmacéutico, refrigerante y colorante. También se utiliza en la desinfección y para blaquiar textiles.

    Bromo (Br) los compuestos orgánicos que contienen bromo se utilizan como intermediarios en las síntesis industriales de colorantes. Los bromuros inorgánicos se utilizan como medicina en el blanqueo de tejidos y en fotografías bromuro de plata.
     
    Yodo (I) sus compuestos no se usan tan extensamente como las de otros halógenos del grupo 7ª y sus principales  usos: productos farmacéuticos, pinturas, para fotografía en su forma de yoduro de plata y también como desinfectantes.


     Elemento de  Importancia Industrial:

    Aluminio es resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por los que se emplea en la construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos. Se extrae de la bauxita por reducción electrolítica.

    Cobalto se emplea en la elaboración de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción. Se emplea en herramienta mecánica de alta velocidad, imanes y motores. En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio. Su isótopo radiactivo se emplea en el Instituto Nacional de Investigación Nuclear (ININ) de México, por que produce radiaciones gamma.

    Mercurio es resistente a la corrosión y un bueno conductor eléctrico. Se usa en la fabricación de instrumentos de presión, baterías, termómetro, barómetro, amalgamas dentales, sosa cáustica, medicamentos e insecticidas.

    Antimonio se utiliza, metal de imprenta, baterías y textiles.

    Plata se emplea en la acuñación de monedas y manufacturas de vajillas y joyas, en fotografías, aparatos eléctricos, aleaciones y soldaduras.

    Cobre usado principalmente como conductor eléctrico, en la elaboración de monedas y aleaciones como el latón y bronce.

    Plomo se emplea para la fabricación de de barias y acumuladores, de pinturas, soldaduras e investigaciones nucleares.

    Hierro se utiliza en la industria, el arte y la medicina. Para fabricar acero, cemento, fundiciones de metales ferrosos, además es un componente importante de la sangre contenido en la hemoglobina.

    Oro es el patrón monetario internacional, sus aleaciones se emplean en joyerías, y ornamentos, piezas dentales y equipo científicos de elaboración. En la actualidad se ha reemplazado por iridio y rutenio en la joyera, y en piezas dentales, por platino y paladio.


         Elementos de Importancia Ambiental:

     Bromo sus vapores contamina el aire, además sus compuestos derivados solo la crimogenos y venenosos.
   
     Azufre sus óxidos (SO2 Y SO3) contaminan el aire y mezclados con agua producen la lluvia ácida. Algunas sustancias como los derivados clorados, sulfatos y ácidos son corrosivos, el gas H2S es sumamente toxico y contamina el aire.

     Cadmio contamina el agua y el aire es constituyente de algunos fertilizantes que contaminan el suelo.

      Mercurio contamina el agua, el aire y causa envenenamiento. Las algas lo absorben, luego los peces y finalmente el hombre. Los granos lo retienen y como el hombre los ingiere, lo incorpora a sus tejidos. También puede absorberse por la piel.

     Antimonio el envenenamiento por antimonio se produce por ingestión, inhalación de vapor y principalmente por un gas llamado estibina.

     Arsénico en general, todos sus compuestos y derivados son altamente tóxicos.

     Fósforo debido a que se emplea en la síntesis de pinturas, plaguicidas y fertilizantes, contaminan el aire, el suelo y el agua.

     Plomo contaminan el aire, el agua y el suelo (produce graves daños a la agricultura), y cuando se inhala o se ingiere como alimento, se acumula en el cuerpo y produce una enfermedad conocida como saturnismo.

     Cloro sus vapores contaminan el aire y son corrosivo. En forma de clorato, contamina el agua, además de forma mezcla explosiva con compuestos orgánicos que dañan el hígado y el cerebro. Algunos medicamentos que contienen cloro afectan al sistema nervioso.

     Cromo en su forma de cromato soluble contamina el agua. Sus compuestos son perjudiciales para el organismo, pues destruyen todas las células.

      Manganeso los polvos y humos que contienen manganeso causan envenenamientos y atrofian el cerebro, cuando se inhala, además de contaminar el agua.

BIBIOGRAFIA COLLI  y otros, QUIMICA, Primera edición; edit. McGraw-Hill
México 2001

Metales

Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra. Cuando un material se encuentra en forma de gas, sus átomos están más dispersos o desordenados (a una mayor distancia uno de otro) en comparación con los átomos de ese mismo material pero en estado líquido o sólido. Existen materiales en los que sus átomos siempre están en desorden o desalineados aún en su estado sólido, a estos materiales se les llama materiales amorfos, un ejemplo es el vidrio, al que se considera como un líquido solidificado.
En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas mallas pueden ser identificadas fácilmente por sus propiedades químicas, físicas o por medio de los rayos X. Cuando un material cambia de tipo de malla al modificar su temperatura, se dice que es un material polimorfo o alotrópico.
Cada tipo de malla en los metales da diferentes propiedades, no obstante que se trata del mismo material, así por ejemplo en el caso del hierro aleado con el carbono, se pueden encontrar tres diferentes tipos de mallas: la malla cúbica de cuerpo centrado, la malla cúbica de cara centrada y la malla hexagonal compacta. Cada una de estas estructuras atómicas tiene diferentes números de átomos, como se puede ver en las siguientes figuras. 

maya cubica de cuerpo centrado



Aleación de los metales

Los metales al ser calentados pueden modificar su estado físico pasando por varias etapas, las que van desde la alteración de algunas de sus propiedades hasta en cambio de su estado sólido al líquido. El qué tan rápido o con qué tanta energía se logra un cambio de estado en un metal dependerá de los materiales que lo integran. Se debe recordar que casi nunca se utilizan metales puros. A la combinación química de dos o más metales se le llama aleación y las propiedades de las aleaciones dependen también de los metales que la integran.
Algunas de las aleaciones más utilizadas en los procesos de manufactura son:
  • Latón rojo o amarillo (cobre zinc)
  • Bronce (cobre, estaño, zinc, plomo)
  • Aluminio, cobre, magnesio, silicio y zinc
  • Hierro, carbón, cobalto, tungsteno, vanadio, etc.
  • Cobre, oro, plata
Existen tablas y normas internacionales que especifican la nomenclatura y los componentes específicos de cada una de las diferentes aleaciones. Las aleaciones antes señaladas son sólo algunas de las más, existen cientos más de ellas.

Una de las herramientas que nos permiten conocer de manera sencilla y rápida algunas de las características de las aleaciones son los diagramas de las aleaciones. Uno de los diagramas de aleaciones más conocido y utilizado del Hierro y el carbono. También conocido como diagrama hierro, hierro, carbono (HHC). Con este diagrama se pueden obtener las temperaturas de cambio de sus estructuras cristalinas; también se pueden conocer las temperaturas a las que se da el cambio de fase de un hierro. En función a la cantidad de carbón que contiene el metal se puede estimar la temperatura a la que se derretirá y a la que se volverá pastoso. 






En el eje horizontal del diagrama de Hierro, hierro, carbono se ubica el porcentaje de carbono que puede estar diluido en el hierro y en el eje vertical se señalan las temperaturas a las que van sucediendo los cambios señalados en el cuerpo de la gráfica.
Al conocer la cantidad de carbono que tiene un hierro se pueden estimar la temperatura a la que se debe elevar para que se den los diferentes cambios de estructura o de estado. Por ejemplo si se tiene un hierro con 0.4% de carbón, se deberá elevar su temperatura hasta los 723°C para que el hierro alfa y la perlita empiecen a convertirse en austenita y ferrita. Aproximadamente a los 800°C ese mismo hierro cambiará su estructura a hierro gamma, en donde su componente principal es la austenita, a los 1480°C empieza a fundirse y arriba de los 1520°C se ha fundido todo.
A los hierros que están debajo de 0.8% de carbón se les llama hipoeutectoides y a aquellos que tienen más de 0.8% de carbón se llaman hipereutectoides. El punto eutéctico es aquel en el que se logra la máxima dilusión de carbón posible en un hierro a la menor temperatura. En caso de los hierros con carbón el punto eutéctico se da con 0.8% de carbón y a 723°C.
Cada vez que se rebasa una zona en la gráfica de HHC, se está cambiando de estructura en el hierro que se está tratando.

Las estructuras de los materiales cerámicos

El cristal debe ser eléctricamente neutro, o sea todas las cargas positivas de los cationes deben ser equilibradas por un número igual de cargas negativas de los aniones.
Los tamaños de los radios iónicos de los cationes y aniones, rc y rA respectivamente. Puesto que los elementos metálicos proporcionan electrones al ser ionizados, los cationes son generalmente menores que los aniones, por tanto el cociente rc / rA es menor que la unidad. 


Estructura del Cloruro Sódico
Un gran número de materiales cerámicos, incluyendo el CaO, el MgO, MnS, NiO, MnO, FeO, y el HfN poseen la estructura del cloruro de sodio, esta estructura es del tipo AX posee un número de coordinación tanto para los cationes y los aniones de 6, por consiguiente, el cociente del radio del catión y del anión esta comprendido entre 0,414 y 0,732.
Estructura cristalina del Cloruro de Cesio
El número de coordinación es 8 para ambos tipos de iones. El intercambio de las posiciones de los iones positivos y negativos reduce la misma escritura. Esta no es una estructura cúbica centrada en el cuerpo puesto que distintos tipos de iones ocupan los puntos de la red
Estructura Cristalina del Sulfuro de Zinc
La estructura de la blenda de la blenda de zinc es típica del ZnS, del BeO, del SiC y del ZnTe. Tiene estructura cristalina del tipo AX, en la cual el número de coordinación es 4; o sea, todos los iones están con coordinación tetraédrica. Se denomina estructura de la blenda o de la escalerita, lo cual corresponde al nombre dado al mineral de sulfuro de zinc.
Estructura cristalina de la Fluorita
El CaF2, el ThO2, el CeO2, el UO2, el ZrO2, el PuO2, y el HfO2, tienen la estructura de la florita, estos compuestos se destacan por la fórmula química AmXp, donde m y/o p son diferentes de 1. El cociente de radios iónicos rC/rA para el CaF2 es alrededor 0.8, lo cual, según la tabla 1, corresponde a un número de coordinación de 8.
Estructura Perovskite
Se encuentra en varios cerámicos eléctricos importantes, como el BaTiO3, y el SrTiO3. En este tipo de celda están presentes tres clases de iones. Si en las esquinas de un cubo están los iones de bario, los iones de oxígeno llenarán los sitios centrados en las caras y los iones de titanio ocuparán los sitios centrados en el cuerpo. La distorsión de la celda unitaria produce una señal eléctrica, lo que permite que ciertos titanatos sirvan como transductores.
Estructura de espinel
La estructura del espinel típica del MgAl2O4, tiene una celda unitaria que se puede visualizar como una formación de ocho cubos más pequeños. En cada uno de estos cubos menores se localizan iones de oxígeno en las posiciones normales de una red cúbica centrada en las caras. Dentro de los cubos pequeños hay cuatro sitios intersticiales octaédricos y ocho sitios intersticiales tetraédricos, de los cuales los cationes ocupan tres. En espinel normal los iones bivalentes (como el ma2+) ocupan sitios tetraédricos y los triviales (como el Al3+), los octaédricos. En los espineles inversos, el ion bivalente y la mitad de los iones triviales se localizan en los sitios octaédricos. Esta estructura la tiene muchos cerámicos eléctricos y magnéticos importantes, incluyendo el Fe3O4.
Grafito
Al grafito, una de las formas cristalinas del carbono, algunas veces se le considera material cerámico, aunque el carbono es un elemento y no una combinación de átomos metálicos y no metálicos. El grafito tiene una estructura hexagonal por capas y se utiliza como material refractario, como lubricante y como fibra.

EL Plástico 
El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de distintas estructuras que carecen de un punto fijo deebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido restringido, se debe a que denota ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.
La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un cierto grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.




el invento del primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofreció una recompensa de 10.000 dolares a quien consiguiera un sustituto del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano John Wesley Hyatt, quien desarrolló elceluloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una solución de alcanfor y etanol. Si bien Hyatt no ganó el premio, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el posterior desarrollo de la industria cinematográfica de finales de s XIX.
En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de gran interés comercial, a partír de moléculas de fenol y formaldehído. Se bautizó con el nombre de baquelita y fue el primer plástico totalmente sintético de la historia, fue la primera de una serie de resinas sintéticas que revolucionaron la tecnología moderna iniciando la «era del plástico». A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo extremadamente popular y llegó a sustituir a otros materiales tanto en el ámbito doméstico, como industrial y comercial.
Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos (aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales) son estas:
§  fáciles de trabajar y moldear,
§  tienen un bajo costo de producción,
§  poseen baja densidad,
§  suelen ser impermeables,
§  buenos aislantes eléctricos,
§  aceptables aislantes acústicos,
§  buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas,
§  resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos;
§  algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes.

Resinas
La resina es cualquiera de las sustancias de secreción de las plantas con aspecto y propiedades más o menos análogas a las de los productos así denominados. Del latín resina. Se puede considerar como resina las sustancias que sufren un proceso de polimerización o secado dando lugar a productos sólidos siendo en primer lugar líquidas.
e dividen en:
§  Resinas naturales
§  Resinas sintéticas
 Nanotecnología
La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.
Nano- es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto, de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.




Los alcances de la nanotecnología

Según la opinión general de la comunidad científica mundial, el surgimiento de la nanotecnología determinó un parte-aguas histórico en el desarrollo tecnológico de la humanidad. Antes de la nanotecnología, el hombre ha sido capaz de crear herramientas y objetos bajo sistemas constructivos industrializados modificando porciones de materiales que contienen miles de millones de átomos. A esta tecnología se le ha llamado tecnología masiva, y nos ha permitido evolucionar desde las herramientas labradas de piedra hasta la creación de los microcircuitos integrados. La nanotecnología permitirá manejar átomos y moléculas con absoluta precisión para construir estructuras microscópicas con especificaciones atómicas sumamente complejas y caprichosas. Es por ello que a la nanotecnología se la conoce con el nombre de tecnología molecular. La nanotecnología cambiará seguramente la forma en que el hombre ve su mundo, y lo hará de tantas y tan variadas formas insospechadas que serían prácticamente imposibles imaginarlas.

Los materiales nanoestructurados

Richard W. Siegel es uno de los pioneros mundiales en la investigación, fabricación y promoción de los materiales nanoestructurados. Físico de profesión, posee un doctorado en metalurgia que le ha permitido profundizar en la investigación de nuevos procesos prácticos de fabricación de materiales. En el año 1985 comenzó su experimentación en el campo de la nanoestructuración dentro de las instalaciones del Laboratorio Nacional de Argonne. Debido al éxito que obtuvo en su trabajo, decidió explotar comercialmente sus descubrimientos con la creación de una empresa que llamó Nanophase Technologies Corporation, la cual es actualmente líder mundial en el campo de la industrialización y comercialización de los materiales nanoestructurados.

¿Qué diferencia existe entre un material común y uno nanoestructurado? Si comparamos dos pedazos de materiales con un volumen idéntico, por ejemplo, dos cubos sólidos de cobre de un centímetro cúbico, la diferencia estriba en que en el interior del pedazo de material común, sus moléculas están organizadas en granos con poblaciones típicas de miles de millones de átomos, cuya dimensión granular oscila entre micrómetros y milímetros de diámetro. En el pedazo del material nanoestructurado, los granos moleculares tienen un tamaño máximo de 100 nanómetros de diámetro y tienen poblaciones granulares menores a decenas de miles de átomos. Dicho de otra forma, los granos nanoestructurados son entre mil y cien veces más pequeños que los de un material común, y además, dentro del mismo volumen poseen el 0.001 por ciento de átomos. Lo anterior significa un ahorro increíble de materia dentro de cada pedazo de material nanoestructurado y, como consecuencia, una ligereza en peso que puede llegar a ser mil veces mayor que lo normal.

La explicación del éxito obtenido por Siegel5 radica en el descubrimiento de un proceso práctico y económico para crear materiales nanoestructurados en cantidades industriales, al cual ha llamado y patentado como Síntesis Física de Vapor6. El proceso expone un material común a temperaturas superiores a su punto de fundición, propiciando una evaporación superficial de átomos -dentro de una atmósfera constituida por un gas especial- que son capturados en forma de cristales mediante un colector enfriado a bajas temperaturas. Los cristales restantes son retirados del tubo colector y prensados para moldear cualquier tipo de objeto. Lo más importante de este proceso es que mediante el control del ritmo de evaporación, la determinación del tipo correcto de gas y el manejo adecuado de su presión atmosférica, se puede modificar la resistencia a la fractura, la plasticidad, la elasticidad, el color, la transparencia, la resistencia a la corrosión, la reacción química, el comportamiento eléctrico y magnético, y la resistencia térmica y acústica de cualquier material nanoestructurado.
                                                                                información extraída http://www.nanotecnologica.com/


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