Materiales del entorno y su estructura

Materiales del entorno y su estructura

El enlace iónico en nuestro entorno

En la industria de la construcción hay que destacar el papel del cemento Portland, material muy usado junto con otros en nuestras construcciones. Este material es de vital importancia ya que, al encontrarnos en la ruta de los huracanes, es más seguro construir edificaciones y viviendas bien fuertes y resistente. Este cemento está formado por un gran número de óxidos metálicos de carácter iónico.

Al ser el cemento un material muy usado, es necesario tomar medidas de protección al medio ambiente, para evitar la emisión de contaminantes provenientes de la producción industrial del cemento, su comercialización y su transporte. Por ello, se han definido estándares de emisión máxima permitida a los que han de ajustarse las fábricas mediante el uso de filtros adecuados.

También son compuestos de carácter iónico las sales. Algunas sales, como las sales de magnesio, tienen un efecto laxante, disminuyen la excitabilidad nerviosa y las tensiones musculares. Estas sales son absorbidas fácilmente por el intestino delgado, donde facilitan la degradación de los alimentos y participan en la alimentación del exceso de agua retenida en el organismo; otras sales, como las sales de calcio, forman parte del tejido óseo.

El déficit de calcio en la dieta produce raquitismo en los niños y osteoporosis en los adultos. El requerimiento diario de calcio para un adulto es de 800 mg.

En los niños, las necesidades son mayores, debido a que es necesario para la buena mineralización de los huesos y los dientes. El flúor como fluoruro es necesario en pequeña proporción para un buen esmalte dental. El consumo de agua conteniendo de 1 a 2 mg/l de flúor aumenta la resistencia del esmalte dental y reduce la caries.

Los metales y sus aplicaciones

Los metales se encuentran en la naturaleza formando distintos compuestos. Estos presentan estructuras cristalinas, llamadas cristales metálicos.

El hierro, por ejemplo, es un metal muy abundante en la naturaleza formando óxidos y otros compuestos; se utiliza para la fabricación de varillas en la construcción de edificios, puentes y otros; también es usado en la fabricación de maquinarias, tuberías, y ciertas aleaciones tales como: acero, ferroníquel. Incluso como materiales de construcción hay que destacar el aluminio, el plomo para las cañerías, el estaño para las soldaduras, el zinc para las chapas del techo y las canaletas de desagüe, entre otros.

El cobre está presente en minerales como la calcopirita. Tiene diversos usos; aunque la mayor parte se emplea en la industria eléctrica para fabricar cables, también se usa en la fabricación de calderas, cañerías e intercambiadores de calor.

Otro uso importante del cobre es la fabricación de aleaciones, entre las que se pueden citar los bronces y los latones.

Sustancias covalentes

La mayoría de los compuestos en la naturaleza son de carácter covalente, como la mayoría de las macromoléculas biológicas: como proteínas, ácidos nucleicos (ARN y ADN), polímeros sintéticos (plástico, caucho artificial), entre otras. Las moléculas de oxígeno (O2), de nitrógeno (N2), el diamante y el grafito, los fullerenos y muchísimos compuestos más, son materiales o sustancias covalentes que forman parte del entorno que nos rodea. Además, pueden presentarse en forma de estructuras cristalinas como el dióxido de silicio, el diamante o el grafito. Estos compuestos son los llamados sólidos con redes covalentes porque están constituidos por átomos unidos por enlaces covalentes formando un entramado tridimensional que se extiende por todo el cristal.

El diamante, usado por su extraordinaria dureza en múltiples procesos industriales para pulir y cortar o en joyería, es un cristal transparente, incoloro y aislante que contrasta con las características del grafito, por ser este blando, negro, conductor y de menor densidad. Si ambos están formados por átomos de carbono, ¿a qué se deben estas diferencias? Ambos son formas alotrópicas del carbono, pero los átomos de carbono en el diamante se disponen en una red tridimensional, mientras que en el grafito adoptan una estructura bidimensional.

En 1985, el químico británico Harold W. Kroto (1939-) y los estadounidenses Rober F. Curl (1933-) y Richard E. Smalley (1943-), observaron que se producía un agregado con un número máximo de 60 átomos de carbono y determinaron que su estructura espacial estaba constituida por 20 hexágonos y 12 pentágonos, muy parecido a una pelota de fútbol. Esta nueva forma natural del carbono se conoce con el nombre de futboleno o buckminsterfullereno, debido a la similitud estructural de las cúpulas geodésicas inventadas por el arquitecto Richard Buckminster Fuller (1895-1983).

Al igual que el diamante, el dióxido de silicio (SiO2) que se encuentra en la naturaleza en forma de cuarzo, presenta una estructura tridimensional. Una de las propiedades más importantes del cuarzo es la piezoelectricidad, cuya aplicación más extendida es la que se hace en la fabricación de relojes.

Preguntas y Respuestas

¿Qué es el Cemento Portland, para las industrias de construcción?

En la industria de la construcción hay que destacar el papel del cemento Portland, material muy usado junto con otros en nuestras construcciones. Este material es de vital importancia ya que, al encontrarnos en la ruta de los huracanes, es más seguro construir edificaciones y viviendas bien fuertes y resistente. Este cemento está formado por un gran número de óxidos metálicos de carácter iónico.

Al ser el cemento un material muy usado, es necesario tomar medidas de protección al medio ambiente, para evitar la emisión de contaminantes provenientes de la producción industrial del cemento, su comercialización y su transporte. Por ello, se han definido estándares de emisión máxima permitida a los que han de ajustarse las fábricas mediante el uso de filtros adecuados.

¿Qué son las sales para el compuesto iónico?, ¿Qué tienen las sales de magnesio?

También son compuestos de carácter iónico las sales. Algunas sales, como las sales de magnesio, tienen un efecto laxante, disminuyen la excitabilidad nerviosa y las tensiones musculares. Estas sales son absorbidas fácilmente por el intestino delgado, donde facilitan la degradación de los alimentos y participan en la alimentación del exceso de agua retenida en el organismo; otras sales, como las sales de calcio, forman parte del tejido óseo.

¿Qué produce el déficit de calcio en la dieta?

El déficit de calcio en la dieta produce raquitismo en los niños y osteoporosis en los adultos. El requerimiento diario de calcio para un adulto es de 800 mg.

En los niños, las necesidades son mayores, debido a que es necesario para la buena mineralización de los huesos y los dientes. El flúor como fluoruro es necesario en pequeña proporción para un buen esmalte dental. El consumo de agua conteniendo de 1 a 2 mg/l de flúor aumenta la resistencia del esmalte dental y reduce la caries.

¿Dónde se encuentran los metales?, ¿Qué representan los metales?

Los metales se encuentran en la naturaleza formando distintos compuestos. Estos presentan estructuras cristalinas, llamadas cristales metálicos.

¿Qué es el hierro?

El hierro, por ejemplo, es un metal muy abundante en la naturaleza formando óxidos y otros compuestos; se utiliza para la fabricación de varillas en la construcción de edificios, puentes y otros; también es usado en la fabricación de maquinarias, tuberías, y ciertas aleaciones tales como: acero, ferroníquel. Incluso como materiales de construcción hay que destacar el aluminio, el plomo para las cañerías, el estaño para las soldaduras, el zinc para las chapas del techo y las canaletas de desagüe, entre otros.

¿Dónde está presente el cobre?, ¿Cuáles son los usos del cobre?

El cobre está presente en minerales como la calcopirita. Tiene diversos usos; aunque la mayor parte se emplea en la industria eléctrica para fabricar cables, también se usa en la fabricación de calderas, cañerías e intercambiadores de calor.

Otro uso importante del cobre es la fabricación de aleaciones, entre las que se pueden citar los bronces y los latones.

¿Qué son los compuestos de la naturaleza?

La mayoría de los compuestos en la naturaleza son de carácter covalente, como la mayoría de las macromoléculas biológicas: como proteínas, ácidos nucleicos (ARN y ADN), polímeros sintéticos (plástico, caucho artificial), entre otras.

¿Qué son las moléculas de oxígeno, de nitrógeno, el diamante, el grafito y los fullerenos?, ¿Qué son las moléculas de oxígeno, de nitrógeno, el diamante, el grafito y los fullerenos?

Las moléculas de oxígeno (O2), de nitrógeno (N2), el diamante y el grafito, los fullerenos y muchísimos compuestos más, son materiales o sustancias covalentes que forman parte del entorno que nos rodea. Además, pueden presentarse en forma de estructuras cristalinas como el dióxido de silicio, el diamante o el grafito. Estos compuestos son los llamados sólidos con redes covalentes porque están constituidos por átomos unidos por enlaces covalentes formando un entramado tridimensional que se extiende por todo el cristal.

¿Qué es el diamante?, ¿Para qué es usado el diamante?

El diamante, usado por su extraordinaria dureza en múltiples procesos industriales para pulir y cortar o en joyería, es un cristal transparente, incoloro y aislante que contrasta con las características del grafito, por ser este blando, negro, conductor y de menor densidad. Si ambos están formados por átomos de carbono, ¿a qué se deben estas diferencias? Ambos son formas alotrópicas del carbono, pero los átomos de carbono en el diamante se disponen en una red tridimensional, mientras que en el grafito adoptan una estructura bidimensional.

¿Qué observaron los químicos Harold W. Kroto, Rober F. Curl y Richard E. Smalley?, ¿Qué determinaron los químicos Harold W. Kroto, Rober F. Curl y Richard E. Smalley?

En 1985, el químico británico Harold W. Kroto (1939-) y los estadounidenses Rober F. Curl (1933-) y Richard E. Smalley (1943-), observaron que se producía un agregado con un número máximo de 60 átomos de carbono y determinaron que su estructura espacial estaba constituida por 20 hexágonos y 12 pentágonos, muy parecido a una pelota de fútbol. Esta nueva forma natural del carbono se conoce con el nombre de futboleno o buckminsterfullereno, debido a la similitud estructural de las cúpulas geodésicas inventadas por el arquitecto Richard Buckminster Fuller (1895-1983).

¿Dónde se encuentran el dióxido de silicio?, ¿Qué presenta el dióxido de silicio?

Al igual que el diamante, el dióxido de silicio (SiO2) que se encuentra en la naturaleza en forma de cuarzo, presenta una estructura tridimensional. Una de las propiedades más importantes del cuarzo es la piezoelectricidad, cuya aplicación más extendida es la que se hace en la fabricación de relojes.


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