Biomateriale Dentare

Curs 1. Structura generala a materiei

Dependent de starea fizica, material se poate gasi in natura sub trei forme fundamentale: gaz, lichid sau solid, la care se pot descrie si unele aspect particulare. Formele fundamanentale ale maateriei sunt dependente in principal de inter-relatiile dintre atomi si molecule, de ususrinta moleculelor de a se deplasa. Toate substantele au o structura discontinua, fiind formate din ioni, atomi, molecule sau macromolecule.

Structura atomului.

Etimologic, cuvantul „atom” inseamna „ indivizibil” (provine din grecescul athomos), fiind considerat cea mai mica particula a unui element chimic. Atomul este cea mai mică particulă ce caracterizează un element chimic, respectiv este cea mai mică particulă dintr-o substanță care prin procedee chimice obișnuite nu poate fi fragmentată în alte particule mai simple. Acesta constă într-un nor de electroni care înconjoară un nucleu atomic dens. Nucleul conține sarcini electrice încărcate pozitiv (protoni) și sarcini electrice neutre (neutroni), fiind înconjurat de norul electronic încărcat negativ.

Structura moleculei

Molecula reprezinta cea mai mica particula dintr-o substanta, care, in stare libera, pastreaza toate proprietatile chimice ale substantei respective. Aceasta este formata din legarea atomilor intre ei in moduri diferite, in functie de valoarea electronegativitatii si de valenta. Atomii care formeaza molecula pot fi de acelasi fel sau diferiti, fiind legati unul de latul printr-o pereche de electroni (legatura covalenta).

Precum s-a mentionat anterior, proprietatile chimice ale atomilor sunt determinate de numarul de electroni de pe ultimul strat. Atomii care pe ultimul strat exterior au un numar incomplet de electroni, elementele din grupele I-VIII, au o configuratie electronica instabila, manifestand tendinta de a se modifica prin completarea stratului exterior prin transfer de electroni (cedare sau acceptare) sau prin folosirea in comun a unor electroni care, in final, constituie o configuratie stbila. Din aceasta cauza, atomii elementelor nu pot exista liberi, ci se combina fie intre ei, fie cu atomii altor elemente, pentru a realiza o configuratie stabila.

Legaturile moleculare se pot clasifica in legaturi intra si intermoleculare, dupa cum urmeaza:

a) Legaturile intramoleculare

• Legatura ionica (electrovalenta sau heteropolara). La formarea electrovalentei, unul din atomi (metalul) cedeaza electroni, avand electronegativitate redusa, iar celalalt atom (nemetalul), avand electronegativitate mare, ii accepta. Primul atom trecin ion pozitiv, iar al doilea in ion negativ, ioni care se atrag electrostatic, atractie echilibrata de forta de respingere a invelisurilor electronice. Molecula astfel formata este denumita molecula ionica. Caracteristica legaturilor ionice este data de anumite calitati, si anume: ionii formati sunt mai stabili decat ionii din care s-au format, dar legatura ionica este slaba, de natura electrostatica, cu sarcina electrica redusa.

Combinatiile chimice care rezulta din legaturi ionice prezinta urmatoarele caracteristice:

- In stare solida formeaza retele ionice;

- Sunt substante solubile in apa, de tipul anorganice, acizi, saruri, baze;

- Conduc curentul electric in solutii si topituri;

- Au punctul de topire si fierbere foarte ridicat.

• Legatura covalenta (atomica).

Spre deosebire de electrovalenta, care se produce prin transfer de electroniintre atomi cu caracter chimic diferit, legatura covalenta se realizeaza prin punerea in comun a 2 atomi identici, foarte apropiati chimic, a unuia sau mai multor electroni din fiecare atom. Legatura simpla este formata de o pereche de electroni, cea dubla de 2 perechi de electroni care apartin in aceeasi masura ambilor atomi. Conditia esentiala de a se forma legatura covalenta este ca electronii care participa la formarea unei asemenea legaturi sa aiba spinul de sens opus.

• Legatura covalenta polara este considerata ca avand un caracter intermediar intre electrovalenta si covalenta nepolara. Aceasta legatura se formeza intre atomi care difera unul de altul, fara avea un caracter chimic opus, cum este in cazul electrovalentei, dar nici nu sunt identici sau apropiati,ca in cazul formarii valentei nepolare.

• Legatura coordinativa (semipolara) este formata de electronii unui singur atom numit donor, iar atomul care primeste electronii este denumit acceptor. Donatorii sunt atomi cu electronegativitate, cum ar fi halogenele, iar acceptorii au electronegativitate mica, cum ar fi B, Al, Sn, Sb, H.