Fuerzas intermoleculares Sólidos y Líquidos

1. Fuerzas intermolecularesSólidos y Líquidos Propiedades físicas

2. TEORIA CINETICO MOLECULAR Esta teoría describe el comportamiento y las propiedades de la materia en base a cuatro postulados: 1. La materia está constituida por partículas que pueden ser átomos ó moléculas cuyo tamaño y forma característicos permanecen en estado sólido, líquido ó gas.

3. 2. Estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido ó evaporar un líquido. 3. La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética. 4. Las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global.

5. La teoria cinetico molecular nos describe el comportamiento y las propiedades de los gases de manera teórica. Se basa en las siguientes generalizaciones. Todos los gases tienen átomos ó moléculas en continuo movimiento rápido, rectilíneo y aleatorio. Los átomos ó moléculas de los gases están muy separados entre sí, y no ejercen fuerzas sobre otros átomos ó moléculas salvo en las colisiones. Las colisiones entre ellos o con las paredes son igualmente elásticas.

6. Los gases que cumplen estas condiciones se denominan ideales. En realidad estos gases no existen, pero los gases reales presentan un comportamiento similar a los ideales en condiciones de baja presión alta temperatura. En general los gases son fácilmente compresibles y se pueden licuar por enfriamiento ó compresión.Las propiedades y cantidades de los gases se explicar en términos de presión, volumen, temperatura y número de moléculas, estos cuatro son los parámetros usados para definir la situación de un gas.

7. Teoría cinético molecular y estados de la materia

8. Comparación molecular entre gases, sólidos y líquidos Enfriar o comprimir Enfriar Calentar o reducir presión Calentar GASES -Desorden total -Partículas tienen completa libertad de movimiento. -Partículas tienden a estar alejadas entre si - Forma y volumen indeterminado. LÍQUIDOS -Menor desorden -Partículas tienen movimiento relativo entre si -Partículas tienen mayor cohesión (juntas) - Forma del recipiente que los contiene SÓLIDOS -Orden -Partículas fijas en una posición determinada. -Partículas unidas entre si - Forma y volumen determinado

9. Fuerzas moleculares Fuerzas intermoleculares Fuerzas intramoleculares • - Fuerzas de atracción entre las moléculas. • - Principales responsables de las propiedades macroscópicas de la materia. • - Mantienen juntos a los átomos en una molécula. • - Estabilizan a las moléculas individuales

10. Fuerzas Intermoleculares Fuerzas de atracción entre las moléculas Ejercen mayor influencia en los estados condensados de la materia (líquido y sólido) Son más débiles que las fuerzas intramoleculares

11. Tipos de Fuerzas intermoleculares Fuerzas de Van der Waals Fuerzas ion-dipolo • Dipolo-dipolo • Dipolo-dipolo inducido • Fuerzas de dispersión de London Existen en todos los tipos de moléculas Aumentan al aumentar la masa molecular Dependen de la forma de la molécula

12. Fuerzas Ion-dipolo Fuerzas de atracción entre un ion y moléculas polares Intensidad depende de: - carga y tamaño del ion - magnitud del momento dipolo - tamaño de la molécula. Ej. Hidratación, disolución acuosa NaCl

13. Fuerzas Dipolo-dipolo Fuerzas de atracción entre moléculas polares • A mayor momento dipolar, mayor es la fuerza • Líquidos, moléculas unidas en forma no tan rígida, pero tienden a alinearse. • Sólidos, moléculas unidas en forma rígida

14. Fuerzas dipolo-dipolo inducido Molécula apolar • Ion o molécula polar se acerca a un átomo (o molécula no polar) la distribución electrónica se distorciona por la fuerza que ejerce el ion o la molécula polar, dando lugar a una clase de dipolo.

15. Fuerzas de dispersión, De London Fuerzas de atracción que se generan por los dipolos temporales inducidos en los átomos o moléculas • Existen entre todas las especies • Únicas Fuerzas de atracción entre las moléculas no polares. • Dipolo instantáneo: momento dipolar generado por posiciones específicas de los electrones, dura una pequeña fracción de segundo. Lleva a formación de dipolos temporales.

16. Directamente proporcional al grado de polarización del átomo o molécula Son muy débiles Aumentan con la masa molar Fuerzas de dispersión

20. Puentes de Hidrógeno Interacción especial dipolo-dipolo entre el átomo de H de un enlace polar y un átomo electronegativo de O, N o F. A y B representan a O, N o F • Energía promedio de enlace, 40 kJ/mol, es demasiado grande para una interacción dipolo-dipolo. • Tienen un fuerte efecto en la estructura y propiedades de muchos compuestos.

23. LÍQUIDOS

24. Propiedades de los líquidos El clip se mantiene sobre el agua ¿por qué? si la densidad del hierro es mayor • Tensión superficial • Viscosidad • Estructura y propiedades del agua

25. Tensión superficial La energía necesaria para aumentar el área superficial de un líquido.  La superficie de un líquido se comporta como una membrana o barrera  Esto se debe a las desiguales fuerzas de atracción entre las moléculas y la superficie Propiedades de los líquidos

26. Tensión superficial • Tambien , se considera como una medida de la fuerza elástica que existe en la superficie de un líquido. • Los líquidos que tienen fuerzas intermoleculares grandes también poseen tensiones superficiales altas.

27. Viscosidad • Medida de la resistencia de los líquidos a fluir. • Un líquido fluye cuando las moléculas resbalan unas sobre otras. • La viscosidad será mayor cuando las fuerzas intermoleculares sean más fuertes. • Suele disminuir al aumentar la T° Ej: influencia en la capacidad de formar puentes de hidrógeno.

28. La forma del menisco en la superficie de un líquido: » Si las fuerzas adhesivas son mayores que las fuerzas de cohesión, la superficie del líquido es atraída hacia el centro del contenedor. Por ello, el menisco toma forma de U. » Si las fuerzas de cohesión son mayores que las de adhesión, el menisco se curva hacia el exterior. Propiedades de los líquidos - Fuerzas de cohesión que unen las moléculas unas a otras. - Fuerzas de adhesión que unen las moléculas a la superficie.

29. Capilaridad: Cuando un tubo de vidrio muy estrecho (capilar) se introduce en un líquido, el nivel del menisco sube y a este efecto se le conoce como capilaridad.

30. Equilibrio líquido-vapor Presión de vapor Moléculas en estado vapor Moléculas que pasan a vapor (se vaporizan) Moléculas que pasan al líquido (se condensan)

31. Estructura y propiedades del agua Cada átomo de O forma 2 puentes de H

32. H H H H H O O O H H O H H H H O O O H H H H O H agua hielo Densidad del agua líquida mayor que la del hielo ¿Por qué?

33. Predomina expansión térmica de agua Predomina atrapamiento de agua

34. Proceso por el cual las moléculas de la superficie del líquido se desprenden y pasan a la fase gaseosa. Evaporación Las moléculas deben tener energía cinética mínima La velocidad de evaporación se incrementa al elevarse la temperatura. Condensación Proceso inverso a la evaporación, las moléculas de vapor chocan con la superficie y son capturadas por ella. Vaporización de los líquidos. En sistema cerrado Equilibrio dinámico Veloc. Evap. = Veloc. Cond.

35. Presión de vapor Presión de vapor Presión parcial de las moléculas de vapor por encima de la superficie de un líquido Siempre se elevan al aumentar la temperatura A una presión dada, las presiones de vapor de distintos líquidos son diferentes. Fuerzas de cohesión Líquidos volátiles Se evaporan con facilidad Tienen Pv relativamente altas

36. Puntos de ebullición Cuando se calienta un líquido comienzan a formarse burbujas de vapor debajo de su superficie, estas se elevan hasta la superficie y estallan liberando vapor al aire. Ebullición Distinto a la evaporación La presión que ejercen las moléculas que se escapan iguala a la ejercida por las moléculas de la atmósfera Punto de ebullición Es la temperatura a la cual la presión de vapor es exactamente igual a la presión aplicada

37. Transferencia de calor en líquidos Calor específico (J/g °C) Cantidad de calor que debe añadirse a una masa determinada del líquido para elevar su temperatura en 1°C. Capacidad calorífica Molar (J/mol °C) Calor molar de vaporización ∆Hvap Reflejan las fuerzas intermoleculares Cantidad de calor que debe añadirse a un mol de líquido en el punto de ebullición para convertirlo a vapor sin cambio de temperatura.

38. Sólidos

39. fusión sólido líquido congelación Algunas propiedades… Punto de fusión Temperatura en la cual un sólido y un líquido existen en equilibrio Veloc. Fusión = veloc. Cong. Calor molar de fusión ∆Hfus Depende de las fuerzas intermoleculares Cantidad de calor que debe añadirse a un mol de sólido en el punto de fusión para convertirlo en líquido sin cambio de temperatura.

40. sublimación sólido gas deposición Sublimación y presión de vapor de sólidos Algunos sólidos se evaporan sin pasar por el estado líquido Subliman Sólidos con presión de vapor altas Sublimación de I2

41. Diagramas de Fase (P contra T)

42. Estructura Cristalina • Categorías de sólidos: • Cristalinos • Poseen ordenamiento estricto y regular, sus átomos, moléculas o iones ocupan posiciones específicas. • Amorfos • Carecen de un ordenamiento bien definido y de un orden molecular repetido

43. Sólidos cristalinos Fuerzas netas de atracción intermolecular son máximas pueden ser • Sólidos Moleculares • Sólidos covalentes • Sólidos Iónicos • Sólidos Metálicos • Iónicas • Covalentes • de van der waals • de enlaces de H • o una combinación de ellas.

44. Celda unitaria Red Cristalina Unidad estructural repetida Los 7 tipos de celdas unitarias

45. Empaquetamiento

46. Empaquetamiento

50. Sólidos cristalinos Fuerzas netas de atracción intermolecular son máximas pueden ser • Sólidos Moleculares • Sólidos covalentes • Sólidos Iónicos • Sólidos Metálicos • Iónicas • Covalentes • de van der waals • de enlaces de H • o una combinación de ellas.