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Fuerzas intermoleculares S

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Fuerzas intermoleculares S lidos y L quidos Propiedades f sicas Vaporizaci n de los l quidos. Evaporaci n Proceso por el cual las mol culas de la superficie ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Fuerzas intermoleculares S


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.

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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.

4
(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
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
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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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(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
46
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)
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