📌 4.1.2 - 4.1.3. Materiales para ingeniería, Tipos de Enlace.

🔹 4.1.2 Materiales para ingeniería

Los materiales para ingeniería son fundamentales en el desarrollo de proyectos y productos especializados, incluidas la construcción, mecánica y eléctrica. Se clasifican en categorías como metales, polímeros, cerámicos y compuestos, cada uno con propiedades únicas que afectan su comportamiento y aplicaciones. Comprender las características y usos de estos materiales puede optimizar los diseños y mejorar la eficiencia y seguridad en proyectos de ingeniería.

A continuación se describe cada uno: 

• Metales: Conocidos por su conductividad eléctrica y térmica, además de su resistencia.

• Cerámicas: Materiales no metálicos, generalmente duros y resistentes al calor.

• Polímeros: Incluyen plásticos y tienen baja densidad y resistencia a la corrosión.

• Compuestos: Combinación de dos o más materiales diferentes para producir propiedades mejoradas.

🔹4.1.3. Tipos de Enlace.

Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en una molécula o compuesto. La forma en que estos átomos se enlazan determina muchas de las propiedades físicas y químicas de las sustancias, como su punto de fusión, dureza, conductividad eléctrica y solubilidad. Existen tres tipos principales de enlaces químicos: el enlace iónico, el enlace covalente y el enlace metálico. Cada uno de estos enlaces tiene características específicas y se forma bajo diferentes circunstancias.

Enlace Iónico

El enlace iónico se forma cuando un átomo transfiere electrones a otro, creando partículas cargadas llamadas iones. Este tipo de enlace ocurre comúnmente entre átomos de un metal y un no metal. Los metales, que tienen baja electronegatividad, tienden a perder electrones, mientras que los no metales, con alta electronegatividad, tienden a ganar electrones.

Enlace Covalente

El enlace covalente ocurre cuando dos átomos comparten electrones para completar sus capas de valencia, alcanzando así una configuración más estable. Este tipo de enlace se da típicamente entre átomos de no metales.

Enlace Metálico

El enlace metálico se da entre átomos de metales, donde los electrones de valencia se deslocalizan y forman un «mar de electrones» que rodea los núcleos positivos de los átomos metálicos.

Características del Enlace Metálico

• Mar de electrones: En los enlaces metálicos, los electrones de valencia no están ligados a ningún átomo en particular. En cambio, estos electrones se mueven libremente a través de toda la estructura, lo que da a los metales su característica conductividad.

• Maleabilidad y ductilidad: Debido a que los electrones están deslocalizados, los átomos de los metales pueden deslizarse unos sobre otros sin romper el enlace, lo que permite que los metales se deformen sin romperse.

Figura 4.1.3: Tipos de enlace

Propiedades de los materiales.

Las propiedades de los materiales son las características que definen un material. Estas propiedades deben ser medibles y observables e indican cómo se comportan cuando son sometidos a otros elementos como fuerzas externas, dureza, resistencia a la tracción, presión, calor y cómo interactúan con otras sustancias o materiales químicos.

Las propiedades físicas de los materiales son aquellas que se puede observar y medir pero no cambian la composición de la sustancia. Las propiedades físicas más importantes son:

• Densidad: la densidad es una medida de la masa por unidad de volumen de un material. La densidad de una sustancia líquida es una propiedad fundamental para el estudio de la mecánica de fluidos.

• Dureza: la dureza de una sustancia es la resistencia que opone un material a ser rayado por otro.

• Resistencia a la tracción: la resistencia de un material a la tracción indica la capacidad de un material para resistir a una fuerza de tracción, es decir al estiramiento del material.

• Conductividad térmica: esta propiedad representa la capacidad de un material para conducir el calor.

• Elasticidad: la elasticidad es la capacidad de un material para recuperar su forma original después de haber sido deformado.

• Peso específico: el peso específico indica la relación entre el peso del material y el volumen que ocupa.

• Conductividad eléctrica: en electricidad, esta propiedad indica la capacidad de la sustancia para conducir la energía eléctrica.

• Coeficiente de dilatación térmica: esta propiedad indica indica la variación dimensional de la sustancia provocada por una variación de temperatura. Los materiales con un coeficiente de dilatación mayor tienen una dilatación térmica mayor.

• Los puntos de fusión y ebullición indican la temperatura a la que un material se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso.