estados solido, liquido y gas

Download Estados Solido, Liquido y Gas

Post on 09-Oct-2015

31 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

se analiza la relación fuerzas intermoleculares y estados de la materia; así como las propiedades de cada estado

TRANSCRIPT

  • QUMICA GENERAL

    Fuerzas Intermoleculares, Estados de la Materia: gas, lquido y slido

    Prof. M. Anglica Francois C. Pgina 1

    2 Sem. 2014

    Introduccin:

    Al iniciar el curso hemos mencionado la materia sus caractersticas, propiedades y clasificacin en funcin de los estados fsicos en los que se presenta: solido, liquido, gas y plasma; aunque el ultimo no

    es comnmente identificado como estado de la materia, de hecho hasta no hace tanto tiempo atrs, los bilogos indicaban que el gel era el cuarto estado de la materia.

    La primera vez que la palabra plasma apareci impresa en un texto cientfico, relacionado con el estudio de las descargas elctricas en gases, data de 1928. Irving Langmuir public ese ao su artculo Oscilaciones en gases ionizados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos. Fue el bautizo del cuarto estado de la materia, estado que predomina en el universo. A nivel de la mesosfera y ionosfera, se estima que la materia existe hasta el 99 % en el estado de plasma, aunque no en nuestro planeta, donde las condiciones de presin y temperatura hacen que nos parezcan comunes solo tres estados de la materia: solido, liquido, gas.

    De los tres estados el ms desordenado es el gaseoso, y aunque no es difcil ver la materia en este estado, es importante tomar conciencia que estamos inmersos en ella. El aire que respiramos es una mezcla de diferentes gases, principalmente nitrgeno (N2), oxgeno (O2) y argn (Ar). De hecho, nuestro planeta est completamente rodeado por una capa gases, a los que en conjunto conocemos como atmsfera. La composicin de dicha capa de gases ha variado considerablemente desde la formacin de nuestro planeta. La actividad volcnica libera a la atmsfera gran cantidad de gases, como nitrgeno, amoniaco, dixido de carbono, xidos de azufre y metano.

    En la actualidad, sobre todo en ciertas regiones del planeta, la composicin de la atmsfera sigue cambiando, por la gran cantidad de contaminantes gaseosos que continuamente, por actividades antropognicas se liberan a la atmosfera. Es nuestra responsabilidad controlar la liberacin indiscriminada de gases contaminantes como los xidos de azufre y nitrgeno (estos al reaccionar con el agua generan la llamada lluvia cida), o el monxido y bixido de carbono, cloro-fluoro-alcanos (los cuales han provocado la desaparicin parcial de la capa de ozono, gas que filtra los rayos ultravioleta provenientes del sol).

  • QUMICA GENERAL

    Fuerzas Intermoleculares, Estados de la Materia: gas, lquido y slido

    Prof. M. Anglica Francois C. Pgina 2

    2 Sem. 2014

    Fuerzas intermoleculares y estados de la materia:

    Comparacin entre los tres estados:

    Estado Fuerzas Orden Distancias

    Gas Despreciables frente a la agitacin trmica Continuo, movimiento al azar Largas desiguales

    Liquido Intermedias Semi- orden Cortas desiguales

    Solido Grandes frente a la agitacin trmica Elevado orden Cortas iguales

    Las fuerzas intermoleculares son fuerzas atractivas entre las molculas. Su magnitud es determinante del estado fsico, por lo tanto son fuertes en las fases condensadas de la materia; en los lquidos y los slidos.

    Dentro de una molcula, los tomos estn unidos mediante fuerzas intramoleculares (enlaces inicos, metlicos o covalentes, principalmente). Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio qumico; por tanto, determinan las propiedades qumicas de las sustancias.

    Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares que actan sobre distintas molculas o iones y que hacen que stos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan las propiedades fsicas de las sustancias como, por ejemplo, el estado de agregacin, el punto de fusin y de ebullicin, la solubilidad, la tensin superficial, la densidad, etc. Por lo general son fuerzas dbiles pero, al ser muy numerosas, su contribucin es importante. La figura se resume los tipos de fuerzas intermoleculares.

    Fuerzas intermoleculares

    Fuerzas de Van

    der Waals

    Fuerzas

    dipolo-dipolo

    Fuerzas

    dipolo-dipolo inducido

    Fuerzas

    dipolo instantneo-

    dipolo inducido

    Puentes de Hidrgeno

    Fuerzas

    In- dipolo

    Fuerzas In- dipolo inducido

    Fuerzas In- In

  • QUMICA GENERAL

    Fuerzas Intermoleculares, Estados de la Materia: gas, lquido y slido

    Prof. M. Anglica Francois C. Pgina 3

    2 Sem. 2014

    Fuerzas electrostticas (In- In)

    Son las que se establecen entre iones de igual o distinta carga:

    Los iones con cargas de signo opuesto se atraen Los iones con cargas del mismo signo se repelen

    La magnitud de la fuerza electrosttica viene definida por la ley de Coulomb y es directamente proporcional a la magnitud de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Son frecuentes entre los compuestos inicos.

    Fuerzas In- dipolo:

    Son las que se establecen entre un in y una molcula polar.

    Por ejemplo, el NaCl se disuelve en agua por la atraccin que existe entre los iones Na+ y Cl- y los correspondientes polos con carga opuesta de la molcula de agua. Esta solvatacin de los iones es capaz de vencer las fuerzas que los mantienen juntos en el estado slido

    Fuerzas In- dipolo inducido:

    Tienen lugar entre un in y una molcula apolar. La proximidad del in provoca una distorsin en la nube electrnica de la molcula apolar que convierte (de modo transitorio) en una molcula polarizada. En este momento se produce una atraccin entre el in y la molcula polarizada.

    Un ejemplo de esta interaccin es la interaccin entre el in Fe++ de la hemoglobina y la molcula de O2, que es apolar. Esta interaccin es la que permite la unin reversible del O2 a la hemoglobina y el transporte de O2 desde los pulmones hacia los tejidos

    Fuerzas de Van der Waals:

    Cuando se encuentran a una distancia moderada, las molculas se atraen entre s pero, cuando sus nubes electrnicas empiezan a solaparse, las molculas se repelen con fuerza.

    El trmino "fuerzas de Van der Waals" engloba colectivamente a las fuerzas de atraccin entre las molculas. Son fuerzas de atraccin dbiles que se establecen entre molculas elctricamente neutras (tanto polares como no polares), pero son muy numerosas. Las fuerzas de van der Waals incluyen:

    Fuerzas dipolo-dipolo , entre las que se incluyen los puentes de hidrgeno Fuerzas dipolo-dipolo inducido . Fuerzas dipolo instantneo-dipolo inducido (fuerzas de dispersin o fuerzas de London)

  • QUMICA GENERAL

    Fuerzas Intermoleculares, Estados de la Materia: gas, lquido y slido

    Prof. M. Anglica Francois C. Pgina 4

    2 Sem. 2014

    Fuerzas de polaridad o de Dipolo- Dipolo Una molcula es un dipolo cuando existe una distribucin asimtrica de los electrones debido a que la molcula est formada por tomos de distinta electronegatividad. Como consecuencia de ello, los electrones se encuentran preferentemente en las proximidades del tomo ms electronegativo. Se crean as dos regiones (o polos) en la molcula, una con carga parcial negativa y otra con carga parcial positiva.

    Cuando dos molculas polares (dipolos) se aproximan, se produce una atraccin entre el polo positivo de una de ellas y el negativo de la otra. Esta fuerza de atraccin entre dos dipolos es tanto ms intensa cuanto mayor es la polarizacin de dichas molculas polares o, dicho de otra forma, cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los tomos enlazados. En resumen los enlaces sern tanto ms polares cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los tomos enlazados.

    En el fluoruro de hidrgeno, por ejemplo, el F es ms electronegativo que el H porque su ncleo, con 9 cargas positivas, atrae a los e- compartidos con el H con ms fuerza que el ncleo del H, con una sla carga positiva. Por lo tanto, los e- compartidos por covalencia estarn ms prximos al F que al H y la molcula forma un dipolo permanente

    El momento dipolar () es un vector (orientado hacia la carga negativa y cuya magnitud depende de la intensidad de la carga y de la distancia entre los tomos) que permite cuantificar la asimetra de cargas en la molcula. La forma de la molcula tambin afecta al momento dipolar.

  • QUMICA GENERAL

    Fuerzas Intermoleculares, Estados de la Materia: gas, lquido y slido

    Prof. M. Anglica Francois C. Pgina 5

    2 Sem. 2014

    Si bien el comportamiento qumico de un gas depende de su composicin, el comportamiento fsico de todos los gases es notablemente similar. En este bloque de contenidos centraremos la atencin en el comportamiento fsico de los gases, las leyes y relaciones matemticas simples que rigen dicho compor

Recommended

View more >