Fundamentos de Enlaces Químicos y Propiedades Mecánicas Esenciales de Materiales

Clasificación y Características de los Enlaces Químicos

Los enlaces químicos determinan la estructura y el comportamiento fundamental de la materia. A continuación, se detallan los tipos principales:

Enlace Iónico

Presentan elevadas diferencias de electronegatividad. Este enlace suele darse entre un compuesto metálico y uno no metálico. Se produce una transferencia electrónica total de un átomo a otro, formándose iones de diferente signo. El metal dona uno o más electrones, formando iones con carga positiva o cationes con una configuración electrónica estable.

Enlace Covalente

Se produce entre átomos de un mismo no metal o entre distintos no metales. Los átomos comparten los electrones de la última capa para formar una unión estable (conocida como la regla del octeto).

Enlace Metálico

Es característico de los elementos metálicos. Es un enlace fuerte y primario que se forma entre elementos de la misma especie. Al estar los átomos tan cercanos unos de otros, interaccionan sus núcleos junto con sus nubes electrónicas, empaquetándose en las tres dimensiones. Los núcleos quedan rodeados de estas nubes. Estos electrones libres son los responsables de que los metales presenten una elevada conductividad eléctrica y térmica, ya que se pueden mover con facilidad si se ponen en contacto con una fuente eléctrica.

Propiedades Mecánicas y Físicas de los Materiales

Las propiedades mecánicas definen cómo reacciona un material ante la aplicación de fuerzas externas:

Fluencia (Límite de Fluencia)

Deformación irrecuperable de la probeta. A partir de este punto, solo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a la deformación elástica, quedando una deformación irreversible. Este fenómeno se sitúa justo encima del límite elástico y produce un alargamiento muy rápido sin que varíe la tensión aplicada. Se mide mediante el ensayo de tracción y es una deformación característica que no todos los materiales experimentan.

Tenacidad

Energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, generalmente por acumulación de dislocaciones.

Maleabilidad

Propiedad de un material duro de adquirir una deformación plástica (en lugar de acuosa) mediante una compresión (en lugar de descompresión) sin romperse, lo que favorece la obtención de delgadas láminas de material.

Cohesión

Fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo.

Fatiga

Fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas.

Colabilidad

La colabilidad de un metal fundido depende de su fluidez, la cual le permite penetrar todas las cavidades de un molde y llenarlo en su totalidad, produciendo de esta forma una pieza completa y sana.

Maquinabilidad

El mejor manejo de los materiales y la facilidad con la que pueden ser cortados (mecanizados) con una sierra (cegueta) o con una máquina de corte.

Elasticidad

Propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando están sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Resiliencia

La energía de deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. Es igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico.