A) Esquema de atracción que se genera entre las moléculas cuando los dipolos se orientan de modo de enfrentar los polos opuestos. B) Esquema de la repulsión que se genera entre las moléculas cuando los polos de igual signo se enfrentan.

B

Fuerzas dipolo-dipolo

A

. Fuerzas de dispersión London

Representación esquemática de dos dipolos instantáneos en una molécula homonuclear

RESUMEN: Las fuerzas de London existen en todas las moléculas, sean polares o no. En las moléculas no polares son las únicas fuerzas intermoleculares que existen

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

Las sustancias existen en la Naturaleza

en los siguientesEstados de agregación

En estado sólido:• con forma propia y • volumen constante

En estado líquido:• volumen constante

• no tienen forma propia

En estado gaseoso:• no tienen forma propia

• ni volumen propio

P = F/A

¿ Cómo medimos la presión atmosférica?

P = .g.h

= densidad del líquido

g = aceleración de la gravedad.

h = altura de la columna

h

Hg

Manómetros

Si Pgas < Patm Pgas + Ph2 = Patm.

Si Pgas > Patm Pgas = Patm + Ph2.

LEY DEL GAS IDEAL

Cómo consecuencia de las observaciones hechas por:

Boyle: V ~ 1/P Charles: V ~ T Avogadro: V ~ n

V ~ n.T/P

Por lo que: PV = n.R.T

R = constante = 0,082 atm.l/mol.K = 8,31.107 ergios/K.mol

2.- Densidad del gas.

Podemos determinar a partir de esta ley:

1.- El peso molecular de una dada sustancia gaseosa

Ley de Dalton de las presiones parciales

• Las leyes de los gases se aplican a las mezclas de gases.• Presión parcial:

–Cada componente de una mezcla de gases ejerce una presión igual a la que ejercería si estuviese él sólo en el recipiente.

Presión parcial

Ptot = PA + PB + PC + …

Pi = ni xRT

V

PT = Pi = n1RT

V+ n2

RT

V+ n3

RT

V+ .... = (n1 + n2 + n3 + ...) RT

V = ni

RT

V

PT = nTRT

VnT = ni

ni

ntot

= iRecuerde:

Pi = ni xRT

V

PT = nTRT

V

Pi

PT

ni

nTxi== Pi = xi PT

Para un gas húmedo: PT = Pgas seco + Pvapor de agua

Cálculo de las presiones parciales a partir de fracciones molares

Amagat: volúmenes parciales

Separación de una mezcla gaseosa en sus componentes, a la presión y a la temperatura de la mezcla Ley de Amagat o de los volúmenes parciales

Ley de Amagat: volúmenes parciales

• Aplicable a gases ideales al igual que Dalton• La diferencia con Dalton, es que en este caso,

los gases se colocan “a la presión total en que se hallaba la muestra”. Por lo tanto los volúmenes que tendrán dependerán de cada gas en particular, y en especial de sus números de moles.

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

Muchas moléculas en movimiento continuo y desordenado

Se las considera infinitamente pequeñas

Las partículas del gas se mueven en línea recta hasta que colisionan

Las fuerzas de atracción y repulsión entre las partículas son despreciables

La energía puede transferirse de una partícula a la otra durante las colisiones, pero si la temperatura se mantiene constante, la energía cinética promedio no cambia.

EC T (absoluta) 

½ m v2 = cte.T (absoluta)

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

IMAGEN DE UN GAS ENCERRADO EN UN RECIPIENTE

Comportamiento del O2 a diferentes temperaturas

DIFUSIÓN EFUSIÓN

LEY DE GRAHAM DE LA DIFUSIÓN Y DE LA EFUSIÓN

•Si el recipiente que contiene el gas presenta pequeños poros (por donde el gas se puede escapar), esto se denomina EFUSIÓN.•Si se ponen en contacto dos gases, las partículas de uno se mezclan rápidamente con las del otro y viceversa. Este fenómeno se denomina DIFUSIÓN.

  La velocidad de efusión está también dada por la ley de Graham

  Por otra parte, la velocidad de efusión de un gas es inversamente proporcional al tiempo que tarda el gas en afluir a través de una barrera porosa.

A < masa molar < tiempo de efusiónA < tiempo de efusión > velocidad de efusión.

  En iguales condiciones de P y T, las velocidades de difusión de las sustancias gaseosas son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus masas molares

LEY DE GRAHAM DE LA DIFUSIÓN Y DE LA EFUSIÓN

2

1

1

2

2

1

r

r

M

M

V

V

Comportamiento de los gases reales

Desviación del comportamiento ideal – Ecuación de van der Walls

Los gases se apartan de las condiciones ideales

Altas PresionesyBajas Temperaturas

Bajas TemperaturasAltas Presiones

Comportamiento de los gases reales

Término de corrección debido a F intermoleculares

Término de corrección debido al volumen finito de las moléculas

T.R.n)nbV).(V

n.aP( mm

2

2

Ecuación de van der Walls

Comportamiento de las moléculas en un gas real y efecto sobre la presión

Gases realesEjemplos de constantes

RESUMEN: Las fuerzas de London existen en todas las moléculas, sean polares o no. En las moléculas no polares son las únicas fuerzas intermoleculares que existen

A) Esquema de atracción que se genera entre las moléculas cuando los dipolos se orientan de modo de enfrentar los polos opuestos. B) Esquema de la repulsión que se genera entre las moléculas cuando los polos de igual signo se enfrentan.

B

Fuerzas dipolo-dipolo

A

Modelo de los líquidos• Las fuerzas de atracción entre las partículas son mayores que en los

gases, por lo tanto, los espacios entre ellas son menores y, en consecuencia, se mueven a menor velocidad.

• La intensidad de las fuerzas de atracción no permiten que las partículas se separen y mantiene constante el volumen.

• Las partículas pueden deslizarse unas sobre otras, por lo cual los líquidos fluyen y se derraman modificando su forma.

• Las moléculas de la superficie de los líquidos solo son atraídas por las del interior de los mismos, por lo tanto forman una especie de película llamada tensión superficial.

• Las moléculas del líquido ejercer fuerzas de atracción que están relacionadas con otra propiedad de los líquidos llamada Viscosidad

Variación en los Puntos de ebullición al descender en el grupo

Modelo de los sólidos• Las fuerzas de atracción son muy intensas, los espacios entre

las partículas muy pequeños y, en consecuencia las partículas carecen de movimientos de traslación.

• Al no tener movimiento de traslación, la forma permanece constante al igual que el volumen.

• Las partículas constituyentes ocupan posiciones fijas y solo realizan movimientos vibratorios alrededor de un punto fijo.

• En algunos, las partículas están distribuidas en forma ordenada en todas las direcciones del espacio, adoptando determinadas formas geométricas (cubo, prisma, etc). Esto se denomina estructura cristalina.

TIPO DE SOLIDOS

FORMA DE LAS PARTICULAS UNITARIAS

FUERZAS ENTRE LAS PARTICULAS

PROPIEDADES EJEMPLOS

Molecular Átomos o moléculas Dispersión (London), fuerzas dipolo-dipolo,puentes de hidrógeno

Blandos, puntos de fusión de bajo a moderadamente altos, baja conductividad térmica y eléctrica

Ar, CH4, hielo seco CO2, sacarosa (C12H22O11)

Red covelente Átomos conectados en una red de enlaces covalentes

Enlaces covalentes Muy duros, punto de fusión muy alto, baja conductividad térmica y eléctrica

Diamante, C; Cuarzo, SiO2

Iónico Iones negativos y positivos

Atracciones electrostáticas

Duros y quebradizos, alto punto de fusión, baja conductividad térmica y eléctrica

Sales típicas: NaCl, Ca(NO3)2

Metálico Átomos Enlaces metálicos Desde blandos hasta duros, punto de fusión desde bajo hasta alto, excelente conductividad térmica y eléctrica, maleables y dúctiles

Elementos metálicos: Cu, Fe, Al, W

Estructuras de los sólidos cristalinos

Disolución de NaCl en agua

SÓLIDOS CRISTALINOS• Tipos de cristales

– Cristales covalentes– 2 alótropos de carbón Cgrafito y Cdiamante

Sólidos Covalentes: Grafito

Leyes de los gases

1. Boyle y Mariotte2. Gay – Lussac3. Avogadro: volúmenes iguales de diferentes

gases en las mismas condiciones de P y T tienen el mismo número de moles

4. Graham: ley de difusión o efusión5. Dalton: presiones parciales6. Amagat: volúmenes parciales

Boyle (V = 1/P) a T=ctte

Gay – Lussac: V ~ T a P ctte

V1 = V0 + V0.α . t1 o V1 = V0 (1+ α . T1) siendo α (alfa) el coeficiente de dilación de un gas que es igual a 1/273Y como para otra temperatura V2 = V0 + V0.α . T2 o V2 = V0 (1 + α . T2)

Dividiendo miembro a miembro ambas ecuaciones, queda

2

1

2

1

2

1

273

273

T

T

t

t

V

V

Gay – Lussac: V ~ T a P ctte

Graham: difusión o efusión de los gases

Graham

Dalton: presiones parcialesSeparación de una mezcla gaseosa en sus componentes al volumen y temperatura de la mezcla Ley de las presiones parciales de Dalton

Amagat: volúmenes parciales

Separación de una mezcla gaseosa en sus componentes, a la presión y a la temperatura de la mezcla Ley de Amagat o de los volúmenes parciales

Ecuación de estado de los gases ideales

22

2

11

1

TV

P

TV

P

Ecuación General de los Gases Ideales

Estructuras de los sólidos cristalinos

TIPO DE SOLIDOS

FORMA DE LAS PARTICULAS UNITARIAS

FUERZAS ENTRE LAS PARTICULAS

PROPIEDADES EJEMPLOS

Molecular Átomos o moléculas Dispersión (London), fuerzas dipolo-dipolo,puentes de hidrógeno

Blandos, puntos de fusión de bajo a moderadamente altos, baja conductividad térmica y eléctrica

Ar, CH4, hielo seco CO2, sacarosa (C12H22O11)

Red covelente Átomos conectados en una red de enlaces covalentes

Enlaces covalentes Muy duros, punto de fusión muy alto, baja conductividad térmica y eléctrica

Diamante, C; Cuarzo, SiO2

Iónico Iones negativos y positivos

Atracciones electrostáticas

Duros y quebradizos, alto punto de fusión, baja conductividad térmica y eléctrica

Sales típicas: NaCl, Ca(NO3)2

Metálico Átomos Enlaces metálicos Desde blandos hasta duros, punto de fusión desde bajo hasta alto, excelente conductividad térmica y eléctrica, maleables y dúctiles

Elementos metálicos: Cu, Fe, Al, W

P(atmosférica)

= 760 mm Hg

1 atm = 760 mm Hg

1mm Hg= 1 Torr

1 atm = 760 Torr

La unidad en el SI es el Pascal:

1 Pa = 1N/m2 = Kg/m.seg2

UNIDADES CONVENCIONALES

1 bar = 105 Pa = 100 KPa

1 atm = 760 Torr = 760 mm Hg

1 atm = 1,01325 . 105 Pa = 1013,25 hPa

Unidades de presiónLa altura de la columna de mercurio a nivel del mar es de760 mm de Hg

Sistemascúbico a = b = c =90ºtetragonal a = b c =90ºortorrómbico a b c =90ºmonoclínico a b c =90º 90ºtriclínico a b c 90ºhexagonal a = b c 90º =120ºromboédrico a = b = c 90º

SÓLIDOS CRISTALINOS• Tipos de celdas unitarias

SÓLIDOS CRISTALINOS• Tipos de cristales

– Cristales covalentes– 2 alótropos de carbón Cgrafito y Cdiamante