Tema 4

¿Qué caracteriza a los materiales cerámicos?. Son compuestos orgánicos metálicos con enlaces covalentes. Son compuestos inorgánicos no metálicos, con enlaces predominantemente iónicos o covalentes. Tienen átomos ordenados de manera aleatoria.

¿Qué tipo de enlaces predominan en los materiales cerámicos?. Enlaces metálicos. Enlaces iónicos y covalentes, o una combinación de ambos. Enlaces de Van der Waals.

¿Cómo se clasifican los materiales cerámicos?. En materiales metálicos y no metálicos. En materiales cerámicos cristalinos y no cristalinos (vidrios cerámicos). En materiales de alto y bajo punto de fusión.

¿Qué caracteriza a los compuestos iónicos en los materiales cerámicos?. Están formados por aniones y cationes de diferentes tamaño, y el anión generalmente es mayor que el catión. Están formados por átomos metálicos con enlaces metálicos. Los aniones y cationes tienen el mismo tamaño.

¿Cómo se determina la estabilidad de una estructura iónica?. Solo por la cantidad de cationes en la red cristalina. Por la relación de los radios iónicos, que determina el poliedro de coordinación. Solo por la cantidad de aniones presentes en la red cristalina.

En una estructura iónica, ¿qué determina el número de coordinación?. El tipo de material y su conductividad eléctrica. La relación de radios entre cationes y aniones. El tamaño absoluto de los cationes y aniones.

¿Qué ocurre en las soluciones sólidas cerámicas cuando los iones tienen la misma valencia?. Los iones pueden sustituirse entre sí sin causar grandes alteraciones estructurales. La estructura se vuelve más estable con la incorporación de los nuevos iones. No se forman soluciones sólidas.

¿Cómo se mantienen la electronegatividad en una solución sólida cerámica iónica con iones de diferente valencia?. Los iones de mayor valencia se sustituyen por una mayor cantidad de iones de menor valencia. Por cada ion de mayor valencia introducidos, se reemplazan varios iones de menor valencia. La estructura se vuelve inestable y se rompe.

¿Cuál es la principal característica de los silicatos?. Son materiales con enlaces exclusivamente metálicos. Son compuestos cerámicos complejos, con enlaces tanto iónicos como covalentes. Son compuestos orgánicos utilizados principalmente en la electrónica.

¿Por qué los iones de silicio (Si) forman tetraedros en los silicatos?. Debido a la alta carga del ión Si 4+ y su pequeño tamaño. Porque el ión oxígeno (O) es demasiado grande para formar una estructura más compacta. Porque los enlaces entre Si y O son siempre covalentes y no iónicos.

¿Cómo se clasifican los silicatos?. Según la cantidad de cationes presentes en la estructura. Según el número de iones oxígenos compartidos en las unidades estructurales. Según la temperatura a la que se forman.

¿Qué sucede cuando átomos trivalentes se introducen en una solución sólida cerámica con estructura tipo diamante?. La estructura se distorsiona y los enlaces se vuelven más fuertes. Dejan enlaces insatisfechos, creando deficiencias en la red. No afectan la estructura de manera significativa.

¿Qué ocurre cuando átomos tetravalentes reemplazan átomos de silicio en un material con estructura tipo diamente?. No hay ningún cambio en la estructura, ya que los átomos son del mismo tipo. Se producen distorsiones menores, pero la red sigue siendo estable. La estructura se vuelve inestable y colapsa.

¿Qué caracteriza el grafito?. Se forma por láminas de átomos de carbono que se mantienen unidas por fuerzas de Van der Waals. Es un material cerámico de alta dureza. Tiene una estructura covalente pura sin interacciones débiles.

¿Qué propiedad del grafeno lo hace particularmente interesante para aplicaciones tecnológica?. Su baja conductividad eléctrica. La capacidad de sus electrones para viajar a gran velocidad. Su estructura tridimensional estable.

¿Cuál es una propiedad de los fullerenos (buckybolas)?. Son materiales duros y muy conductores de electricidad. Son estructuras moleculares estables con enlaces covalentes y pueden contener cationes metálicos. Son moléculas huecas que forman esferoides y tienen aplicaciones como lubricantes.

¿Qué caracteriza a los nanotubos de carbono?. Son extremadamente frágiles y quebradizos. Tienen propiedades mecánicas excepcionales y una baja densidad. Son excelentes conductores térmicos en la dirección del tubo, pero no radialmente.

¿Qué característica esencial distingue a los materiales cerámicos de otros tipos de materiales?. Son compuestos orgánicos con enlaces metálicos. Son compuestos inorgánicos con enlaces iónicos o covalentes. Son siempre amorfos.

Los materiales cerámicos presentan una gran variedad de estructuras, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta respecto a la naturaleza de los materiales cerámicos?. Los materiales cerámicos pueden ser tanto cristalinos como amorfos. Todos los materiales cerámicos son amorfos. Los materiales cerámicos son exclusivamente cristalinos.

¿Qué tipo de enlace es común en los materiales cerámicos con estructuras cristalinas?. Enlace metálico. Enlace covalente puro. Enlace iónico o covalente.

¿Qué determina la proporción de iones en un compuesto iónico cerámico?. El tipo de enlace que predomina en el material. La neutralidad eléctrica y la minimización de la repulsión entre iones. El número de átomos presentes en la red cristalina.

¿Qué sucede si la relación entre los radios iónicos no es adecuada para la estabilidad de un compuesto cerámico iónico?. La estructura cristalina será inestable y difícil de formar. La estructura será menos eficiente y más susceptible a la deformación. No afecta a la formación de la estructura, pero afecta su conductividad.

Es una estructura iónica, ¿qué tipo de poliedro se forma cuando la relación de radios iónicos es alta?. Cúbico. Tetraédrico. Octaédrico.

¿Cómo afecta la valencia de los iones en una solución sólida cerámica iónica con iones de distinta valencia?. La valencia más alta genera una carga positiva neta, lo que requiere un ajuste en la composición para mantener la electronegatividad. Los iones de distinta valencia no afectan la solución sólida. La estructura cristalina es inestable y no puede formarse.

En un sistema cerámico de solución sólida con iones de igual valencia, ¿qué ocurre?. Los iones pueden intercambiarse sin alterar la estructura. Los iones sustituyen a los cationes y aniones sin ningún problema estructural. No se forma una solución sólida estable.

¿Por qué los silicatos son tan abundantes en la corteza terrestre?. Son extremadamente estables solo bajo condiciones de altas temperaturas. Forman parte de una amplia gama de materiales cerámicos, con estructuras variadas y combinaciones de enlaces iónicos y covalentes. Son muy fáciles de sintetizar artificialmente.

¿Cómo se clasifican los silicatos en función de la unión de los tetraedros de SiO4?. En función del número de oxígenos compartidos entre los tetraedros (de 0 a4). Según la valencia del catión principal. Según su estructura cristalina.

¿Cómo afectan los enlaces iónicos y covalentes en la estructura de los silicatos?. Proporcionan estabilidad en la estructura debido a la alta carga del Si 4+ y su pequeño tamaño. Los enlaces covalentes hacen que los silicatos sean flexibles, mientras que los iónicos los hacen duros. Los enlaces covalentes no influyen significativamente en la estabilidad del material.

¿Qué sucede cuando átomos trivalentes se introducen en una solución sólida cerámica con estructura tipo diamante?. No afecta a la red cristalina, ya que tienen un tamaño similar. Dejan enlaces insatisfechos, causando defectos estructurales. La estructura se vuelve más fuerte y estable.

Cuando un átomo tetravalente sustituye a un átomo de silicio en una red cerámica con estructura tipo diamante, ¿qué ocurre?. No se genera ninguna alteración en la red. Se producen distorsiones menores que afectan levemente la estabilidad de la estructura. Se forman nuevos enlaces más fuertes y la estructura se estabiliza.

¿Cuál es una característica del grafito que lo hace adecuado para su uso como lubricante?. La fuerte atracción entre las láminas. Las láminas de grafeno se deslizan fácilmente unas sobre otras debido a las débiles fuerzas de Van der Waals. Tiene una gran dureza y resistencia al desgaste.

¿Qué propiedad del grafeno le permite tener aplicaciones en electrónica avanzada?. Sus electrones pueden moverse a alta velocidad, lo que lo hace un excelente conductor. Su estructura completamente covalente lo hace muy estable. Su alta estabilidad térmica lo hace adecuado para dispositivos electrónicos de alta temperatura.

¿Qué hace a los fullerenos (buckybolas) especiales en términos de estructura?. Son moléculas huecas con enlaces covalentes y pueden contener cationes metálicos. Son materiales extremadamente duros y conductores. Son altamente inestables y reactivos.

¿Cómo se pueden modificar las propiedades de los fullerenos?. Solo por la forma de sus moléculas. Por la introducción de cationes metálicos, que pueden alterar su conductividad. Por la deformación de sus estructuras cristalinas.

¿Cuál es una propiedad destacada de los nanotubos de carbono?. Tiene una excelente resistencia mecánica a pesar de su bajo peso. Son altamente conductores térmicos, pero malos conductores eléctricos. Son extremadamente frágiles y quebradizos.

¿Qué factor determina las propiedades electrónicas de los nanotubos de carbono?. La cantidad de átomos metálicos en su estructura. El diámetro y la simetría del enrrollamiento del tubo. El número de capas en el nanotubo.