Fuerzas intermoleculares
Sólidos y Líquidos
Propiedades físicas
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.
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.
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.

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.
Teoría cinético molecular y estados de
la materia
Comparación molecular entre gases, sólidos y líquidos
Enfriar o
comprimir
Calentar
o reducir
presión
GASES
-Desorden total
-Partículas tienen
completa libertad de
movimiento.
-Partículas tienden a
estar alejadas entre si
- Forma y volumen
indeterminado.
Enfriar
Calentar
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
Fuerzas moleculares
Fuerzas
intermoleculares
- Fuerzas de atracción
entre las moléculas.
- Principales
responsables de las
propiedades
macroscópicas de la
materia.
Fuerzas
intramoleculares
- Mantienen juntos a los
átomos en una molécula.
- Estabilizan a las moléculas
individuales
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
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
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
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
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.
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.
Fuerzas de dispersión



Directamente proporcional al grado de
polarización del átomo o molécula
Son muy débiles
Aumentan con la masa molar
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.
LÍQUIDOS
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

Propiedades de los líquidos
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
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.
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.
Propiedades de los líquidos
- Fuerzas de cohesión que unen las moléculas unas a otras.
- Fuerzas de adhesión que unen las moléculas a la superficie.
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.
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.
Equilibrio líquido-vapor
Presión de vapor
Moléculas en estado vapor
Moléculas que pasan a vapor (se vaporizan)
Moléculas que pasan al líquido (se condensan)
Estructura y propiedades del agua
Cada átomo de O forma 2 puentes de H
Densidad del agua líquida mayor que la del hielo
¿Por qué?
hielo
agua
Predomina expansión
térmica de agua
Predomina
atrapamiento de agua
Vaporización de los líquidos.
Evaporación
Las moléculas deben tener
energía cinética mínima
Condensación
En sistema cerrado
Proceso por el cual las moléculas de la superficie del
líquido se desprenden y pasan a la fase gaseosa.
La velocidad de evaporación se
incrementa al elevarse la temperatura.
Proceso inverso a la evaporación, las moléculas de vapor
chocan con la superficie y son capturadas por ella.
Equilibrio
dinámico
Veloc. Evap. = Veloc. Cond.
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.
Líquidos volátiles
Se evaporan con facilidad
Fuerzas de cohesión
Tienen Pv relativamente altas
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.
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
Ebullición
Distinto a la evaporación
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
Cantidad de calor que debe añadirse a
un mol de líquido en el punto de
ebullición para convertirlo a vapor sin
cambio de temperatura.
Reflejan las fuerzas intermoleculares
Sólidos
Algunas propiedades…
Punto de fusión
Temperatura en la cual un sólido y un líquido existen en equilibrio
sólido
fusión
congelación
líquido
Veloc. Fusión = veloc. Cong.
Calor molar
de fusión
∆Hfus
Cantidad de calor que debe añadirse a
un mol de sólido en el punto de fusión
para convertirlo en líquido sin cambio
de temperatura.
Depende de las fuerzas intermoleculares
Sublimación y presión de vapor de sólidos
Algunos sólidos se evaporan
sin pasar por el estado líquido
Sublimación de I2
Sólidos con presión de
vapor altas
sólido
sublimación
deposición
gas
Subliman
Diagramas de Fase (P contra T)
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
Sólidos cristalinos
Fuerzas netas de atracción intermolecular
son máximas
pueden ser
•Iónicas
•Covalentes
•de van der waals
•de enlaces de H
•o una combinación de ellas.
•Sólidos Moleculares
•Sólidos covalentes
•Sólidos Iónicos
•Sólidos Metálicos
Celda unitaria
Unidad estructural repetida
Red Cristalina
Los 7 tipos de celdas unitarias
Empaquetamiento
Empaquetamiento
Sólidos cristalinos
Fuerzas netas de atracción intermolecular
son máximas
pueden ser
•Iónicas
•Covalentes
•de van der waals
•de enlaces de H
•o una combinación de ellas.
•Sólidos Moleculares
•Sólidos covalentes
•Sólidos Iónicos
•Sólidos Metálicos
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
Ej: H2O, SO2, CH4
•Sustancias suaves
•Bajo pto de fusión
•Malos conductores de la electricidad
•Buenos aislantes
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
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)
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 3400°C)
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Fuerzas intermoleculares - CAA EII