Fuerzas Intermoleculares
Dipolo-Dipolo
Las moléculas con dipolos permanentes se atraen entre sí electrostáticamente; el extremo positivo de una atrae al negativo de otra.
Dipolo-Dipolo Inducido (Enlace por Puente de Hidrógeno)
Si un átomo de hidrógeno está unido covalentemente a un átomo electronegativo que atrae fuertemente al único par de electrones, el átomo de hidrógeno puede actuar como puente de hidrógeno para otro átomo electronegativo.
Dipolo Instantáneo-Dipolo Inducido (Fuerzas de Dispersión o de London)
Son el resultado de un dipolo no permanente en un átomo que induce un dipolo en el átomo contiguo a él, y así sucesivamente.
Propiedades de los Gases Ideales
- Un gas es aquella sustancia que es totalmente gaseosa a la temperatura y presión ordinarias. Un vapor es el gas que se evapora de un material sólido o líquido en condiciones ordinarias de presión y temperatura.
- Características de los gases:
- Se pueden comprimir.
- Se expanden.
- Ocupan los recipientes completa y uniformemente, ejerciendo presión gaseosa contra las paredes (medida en Pascales, atmósferas, mmHg, Torr).
- Se pueden condensar enfriando o aumentando la presión.
Leyes Fundamentales de los Gases
Ley de Boyle-Mariotte (Relación P y V)
El volumen (V) de una cantidad fija de gas con temperatura (T) constante es inversamente proporcional a la presión (P).
Ley de Charles-Gay Lussac (Relación T y V)
El volumen (V) de una cantidad fija de gas con presión (P) constante es directamente proporcional a la temperatura (T) absoluta del gas.
Ley de Avogadro (Relación Cantidad y V)
A presión (P) y temperatura (T) constantes, el volumen (V) de un gas es directamente proporcional al número de moles de gas presente.
Ley de Dalton para Mezclas Gaseosas
La presión de un gas en una mezcla se denomina presión parcial. La presión total de la mezcla es la suma de las presiones parciales de los gases que la integran.
Ley de Graham sobre la Difusión y la Efusión de Gases
La velocidad de difusión (o efusión) de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la densidad del gas o de su masa molar.
Licuefacción de Gases
Un gas se puede licuar por descenso de temperatura o por aumento de presión.
- La temperatura crítica marca el límite superior en que una fase gaseosa puede ser licuada por aumento de presión.
- La mínima presión para licuar un gas a temperatura crítica es la presión crítica.
Propiedades del Estado Líquido
Los líquidos fluyen rápidamente, tienen grandes fuerzas intermoleculares, difunden más lentamente que los gases, son menos compresibles que los gases, poseen volumen propio y tienen tensión superficial.
Viscosidad
Las fuerzas de atracción entre las moléculas de los líquidos provocan una resistencia al desplazamiento relativo del líquido: la viscosidad. Puede ser dinámica o cinemática.
Tensión Superficial
Todo líquido opone resistencia a cualquier fuerza que tienda a expandir su superficie. Una medida de la fuerza elástica que existe en la superficie de un líquido es la tensión superficial. La tensión superficial es la cantidad de energía necesaria para aumentar la superficie de un líquido por unidad de área. Las fuerzas intermoleculares y la tensión superficial se relacionan proporcionalmente.
Presión de Vapor
Es la presión que alcanza el vapor que ocupa el espacio por encima del líquido cuando este se encuentra en un recipiente cerrado cuya temperatura es mantenida constante. El aumento de temperatura provoca un aumento de la presión de vapor. Cuando la presión de vapor iguala la presión atmosférica, el líquido entra en ebullición.
Puntos de Transición
- Punto de Ebullición: Temperatura a la que la presión de vapor de un líquido iguala la presión atmosférica.
- Punto de Ebullición Normal: Punto de ebullición a 1 atmósfera (atm).
- Punto de Congelación: Temperatura a la que la fase sólida y líquida de una sustancia coexisten.
- Punto de Congelación Normal: Punto de congelación a 1 atmósfera (atm).
Propiedades del Estado Sólido
El sólido tiene forma y volumen definidos, es rígido e incompresible.
Sólidos Amorfos
Son aquellos que no tienen un ordenamiento bien definido; los átomos están dispuestos de forma irregular y desordenada. Son isótropos y no tienen punto de fusión definido.
Sólidos Cristalinos
Tienen un ordenamiento atómico interno, es decir, los átomos, moléculas o iones ocupan posiciones específicas. Son anisótropos y tienen punto de fusión definido. Su unidad estructural es la celda unitaria.
Clasificación de Cristales
Los cristales se pueden clasificar en: iónicos, covalentes, moleculares y metálicos.
Clasificación de Mezclas y Disoluciones
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias en la que conservan sus propiedades. Pueden ser:
- Homogéneas: Composición uniforme (también llamadas disoluciones).
- Heterogéneas: Composición no uniforme.
Coloides
Un coloide es una dispersión de partículas de una sustancia en un medio dispersor, formado por otra sustancia.
Tipos de Disoluciones
- Gas-Gas
- Una mezcla de gases cualquiera, ya que todos los gases son miscibles.
- Gas-Líquido
- La solubilidad de un gas en un líquido varía con la temperatura (T), la presión (P) y la naturaleza del gas. La solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión del gas sobre la disolución (Ley de Henry).
- Gas-Sólido
- La más común es la del Hidrógeno (H) en paladio metálico.
- Líquido-Líquido
- Su miscibilidad depende de la similitud de las moléculas; a mayor fuerza intermolecular, más miscibles. Se rige por la Ley de Distribución y de Reparto: si se añade un soluto a un sistema formado por dos líquidos no miscibles en contacto, el soluto se distribuye entre los disolventes de forma que $C_1/C_2 = S_1/S_2 = K_D$.
- Sólido-Líquido
- Cuando un sólido cristalino se disuelve en un líquido, la red cristalina se disuelve lentamente a medida que átomos, moléculas o iones abandonan la superficie. La agitación y el grado de división del soluto aumentan la velocidad de disolución. La temperatura, además de influir en la velocidad, aumenta la solubilidad de las sustancias.
- Sólido-Sólido
- Las aleaciones son disoluciones sólidas de metales entre sí.