Teoría Cinético-Molecular. Fuerzas Intermoleculares y Líquidos y Sólidos. Fase. Fuerzas 18/08/2011
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- Gonzalo Rubio Robles
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1 Fuerzas Intermoleculares y Líquidos y Sólidos Teoría Cinético-Molecular Gases (moleculas bien separadas) Líquidos y Sólidos (moléculas bien cercanas) Qué es una fase? Basado en Capítulo 11 de Química (Chang, 9 na edición, 2007) Ramón L. Hernández Castillo Fase Una fase es una parte homogénea de un sistema que, aunque está en contacto con otras partes del mismo, está separadas de esas partes por un límite bien definido. Fuerzas Intramoleculares (en la misma molécula) Intermoleculares (entre moléculas distintas) 41 kj para evaporar 1 mol de agua (inter) 930 kj para romper todos los enlaces O-H en 1 mol de agua (intra) Provisto por Dr. Hernández 1
2 Fuerzas de van der Waals Dipolo-dipolo Orientación de moleculas polares en un sólido. Fuerzas de van der Waals Qué es una fuerza dipolo-dipolo inducido? Es la que ocurre cuando una molecula polar (dipolo) puede interactuar con una molecula no polar (dipolo inducido). Fuerzas de dispersión Dipolos inducidos interactuando entre sí Aumentan con la polarizabilidad La polarizabilidad aumenta con el tamaño de la nube de electrones (Tambien aumenta con la deformabilidad de esa nube) La secuencia de dibujos representa cambios con el pasar del tiempo Provisto por Dr. Hernández 2
3 Propiedades de los líquidos Cohesión y adhesión Tensión superficial Fuerza necesaria para romper la superficie Aumenta con un aumento en fuerzas intermoleculares Fuerzas de cohesión y adhesión; en cual líquido es mas fuerte la cohesión y en cual es mas fuerte la adhesión? Viscosidad Resistencia de un fluido a fluir. Aumenta con un aumento en fuerzas intermoleculares Ion-dipolo (no es van der Waals) Ion-Dipole Interaction Provisto por Dr. Hernández 3
4 Ión dipolo (con agua) Puente de hidrógeno Es realmente dipolo-dipolo, pero es tan fuerte que se cataloga aparte Ocurre entre un H (pegado a O, N ó F) y un O, N ó F. Puente de hidrógeno Masa molar descendente Punto de ebullición descendente Provisto por Dr. Hernández 4
5 Estructura del agua Ice is less dense than water Por que podemos patinar en hielo? Estructura del agua Sólidos y sus propiedades Dónde es la densidad máxima del agua? Sólidos cristalinos vs. amorfos Celda unitaria (sólidos cristalinos) Tipos de celdas Tipos de celdas cúbicas Cúanto aportan los átomos a las celdas? Relación entre el largo de la celda y el radio atómico Provisto por Dr. Hernández 5
6 Sólido cristalino Sólido amorfo Tiene un arreglo ordenado regular (consiste de la repetición de la celda unitaria ) Crystalline quartz (SiO 2 ) Non-crystalline quartz glass Provisto por Dr. Hernández 6
7 Tipos de cristales Cristal iónico (compuestos iónicos) CsCl ZnS CaF 2 Distancia extra = BC + CD = 2d sinθ = nλ (Ecuación de Bragg 11.5 cúbica simple blenda de zinc fluorita Provisto por Dr. Hernández 7
8 Cristales covalentes Cristales moleculares Cristales metálicos Crystal Structures of Metals Tipos de cristales y sus propiedades generales Provisto por Dr. Hernández 8
9 Cambios de fase Equilibrio líquido-vapor Evaporación o vaporización Presión de vapor Condensación Equilibrio dinámico Presión de vapor de equilibrio Calor molar de vaporización Ecuación de Clausius-Clapeyron Punto de ebullición T 2 > T 1 Clausius-Clapeyron Equation H vap ln P = + C RT Puntos de ebullición de algunas sustancias Vapor Pressure Versus Temperature Provisto por Dr. Hernández 9
10 Temperatura y presión críticas Fenómeno crítico de SF 6 Temperatura crítica por encima de ésta, la fase gaseosa no se puede licuar, independiente de la presión Por arriba de esta Tc no hay una diferencia fundamental entre un líquido y un gas, simplemente se tiene un fluído. Presión crítica presión necesaria para licuefacción a temperatura crítica T < T c T > T c T ~ T c T < T c Curva de calentamiento El punto de fusión es la temperatura en la que un líquido coexiste con un sólido. Que es el calor molar de fusión? es la cantidad de calor necesaria para fundir un mol de una sustancia Provisto por Dr. Hernández 10
11 Agua (diagrama de fases) Calor molar de sublimación energía requerida para sublimar 1 mol de un sólido es la suma del calor molar de fusion y el calor molar de evaporación CO 2 (diagrama de fases) Efecto de aumentar la presión en el punto de ebullición de agua Provisto por Dr. Hernández 11
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