Fuerzas intermoleculares S

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Fuerzas intermolecularesSólidos y Líquidos

• Propiedades físicas

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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.

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• 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.

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(No Transcript)
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• 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.

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• 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.

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Teoría cinético molecular y estados de la materia
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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
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Fuerzas moleculares

• Fuerzas
• intramoleculares

• Fuerzas
• intermoleculares

- 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
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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

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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
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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
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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

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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.

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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.

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Fuerzas de dispersión

• Directamente proporcional al grado de
  polarización del átomo o molécula
• Son muy débiles
• Aumentan con la masa molar

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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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.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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LÍQUIDOS
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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

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Propiedades de los líquidos
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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.

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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.
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Propiedades de los líquidos
- Fuerzas de cohesión que unen las moléculas unas
a otras. - Fuerzas de adhesión que unen las
moléculas a la superficie.
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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.
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Equilibrio líquido-vapor
Presión de vapor
Moléculas en estado vapor Moléculas que pasan a
vapor (se vaporizan) Moléculas que pasan al
líquido (se condensan)
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Estructura y propiedades del agua
Cada átomo de O forma 2 puentes de H
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Densidad del agua líquida mayor que la del
hielo Por qué?
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Predomina expansión térmica de agua
Predomina atrapamiento de agua
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Vaporización de los líquidos.
En sistema cerrado
Equilibrio dinámico
Veloc. Evap. Veloc. Cond.
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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
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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
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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 1C.
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.
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Sólidos
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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.
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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
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Diagramas de Fase (P contra T)
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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

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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.

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Celda unitaria

• Unidad estructural repetida

Red Cristalina
Los 7 tipos de celdas unitarias
45
Empaquetamiento
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Empaquetamiento
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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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.

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Sólidos Moleculares
Posiciones en la red cristalina que describen a
las celdas unitarias ocupadas por moléculas o
elementos monoatómicos.
Enlaces Covalentes Fuerzas de atracción entre
moléculas es débil -enlaces de H -
dipolo-dipolo -fzas de London

• Sustancias suaves
• Bajo pto de fusión
• Malos conductores de la electricidad
• Buenos aislantes

Ej H2O, SO2, CH4
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Sólidos Covalentes
Moléculas gigantes formadas por átomos con
enlaces covalentes en una red cristalina, rígida
y extensa. Ej Diamante, cuarzo.,
Enlaces covalentes fuertes de tipo rígido, en
gral - duros - funden a altas T - malos
conductores térmicos y eléctricos
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Sólidos Iónicos
Los iones ocupan la celda unitaria
Ej NaCl, MgO, CaS

• Malos conductores eléctricos y térmicos
• Sales fundidas, excelentes conductoras (los iones
  pueden desplazarse con libertad)

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Sólidos Metálicos
Los iones metálicos ocupan los sitios de las
redes cristalinas y se encuentran dentro de una
nube de electrones de valencia deslocalizados.
Ej Li, K, Ca, etc.

• Prácticamente todos los metales cristalizan en
• Cúbica centrada en el cuerpo
• cúbica centrada en las caras
• hexagonal

• Enlace metálico (atracción entre electrones y
  cationes)
• Blandos a muy duros
• Buenos conductores electricos y térmicos
• Amplio rango de T de fusión (-39 a 3400C)

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(No Transcript)