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UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 1 Universidad de Concepción Facultad de Ciencias Químicas Química General para Ingeniería Unidad 8 8-1: Fuerzas intermoleculares 8-2: Propiedades físicas de soluciones UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 2 Unidad 8-1. FUERZAS INTERMOLECULARES: líquidos sólidos cambios de fase UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 3 FUERZAS INTERMOLECULARES: líquidos, sólidos y cambios de fase 1. Visión general de los estados físicos y cambios de fase. 2. Aspectos cuantitativos de los cambios de fase. 3. Tipos de fuerzas intermoleculares. 4. Propiedades del estado líquido. La singularidad del agua. 5. El estado sólido: estructura, propiedades y enlaces. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 4 1. Visión general de los estados físicos y cambios de fase. Toda materia se encuentra en uno de los tres estados físicos: gas, líquido o sólido. Bajo condiciones especí- ficas, muchas sustancias puras pueden existir en más de uno de los estados. Prestaremos atención a dos estados físicos: líquidos y sólidos, conocidos como fases condensadas. Un estado físico es un tipo de fase (parte homogénea de un sistema). UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 5 H2O(l): 1 fase H2O(l) y H2O(s): 2 fases La energía potencial entre las partículas (molé- culas, átomos o iones) en una muestra de mate- ria resultan de las fuerzas de atracción y repul- sión denominadas fuerzas intermoleculares. La interacción entres estas fuerzas y la energía cinética de las partículas desarrolla las propiedades de cada estado (o fase) y las características de los cambios de fase (cambios que van de una fase a otra fase). UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 6 En las partículas de una sustancia molecular existen dos tipos de fuerzas: •Fuerzas intramoleculares (fzas de enlace) existen dentro de cada molécula (o ion poloatómico) e influyen en las propiedades químicas de la sustancia. •Fuerzas intermoleculares, existen entre las moléculas (o iones) e influyen en las propiedades físiscas de la sustancia. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 7 Ejemplo. Una molécula de agua sólida, una líquida y una gaseosa son aparentemente idénticas: enlaces covalentes polares, molécula angular, polar. De hecho en su comportamiento químico los tres estados del agua son idénticos porque sus moléculas se mantienen juntas por las mismas fuerzas de enlace covalente intramolecular. Pero como se sabe, el comportamiento físico de estos estados son bastante diferentes. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 8 El que una sustancia sea gas, líquido o sólido, depende de las interacciones entre la Energía potencial de las atracciones intermoleculares (que tiende a mantener juntas las moléculas) y la Energía cinética de las moléculas (que tiende a dispersarlas). Esta interrelación entre la E potencial y la E cinética afecta directamente las propiedades que definen los tres estados, algunas de las cuales se muestran en la tabla que sigue: UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 9 Casi nulaModerada a pequeña AltaE cinética Casi ninguna moderadaaltaHabilidad para fluir Casi ninguna Muy bajaAltaCompresibili dad Muy altaAltaPequeñaE potencial propiala del conte- nedor limitada por superficie la del contenedor Volumen y Forma SÓLIDOLÍQUIDOGAS UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 10 Los cambios de fase también están determi- nados por la interacción entre la energía cinética y las fuerzas intermoleculares. El aumento de temperatura aumenta la E cinética promedio => el movimiento más rápido de las partículas permite sobrepasar las atracciones. Por el contrario, a medida que baja la tempe- ratura se fortalece la unión entre las partícu- las por lo que éstas se mueven más lentamente. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 11 T em peratura dism inuye gas líquido sólido condensación vaporización fusiónsolidificación T em pe ra tu ra a um en ta depositación sublimación UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 12 Para una sustancia pura, cada cambio de fase tiene asociado un cambio de entalpía a la P y T del cambio. Ejemplos: Si P = 1 atm H2O(l) H2O(g) ∆H°vap = 40,7 kJ a 100°C H2O(s) H2O(l) ∆H°fus = 6,02 kJ a 0°C Los cambios inversos tienen ∆H negativos: H2O(g) H2O(l) ∆H°cond = - 40,7 kJ a 100°C H2O(l) H2O(s) ∆H°soli = - 6,02 kJ a 0°C UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 13 En general ∆Η°fusión < ∆H°vaporización Esencialmente en un cambio de fase ocurre un cambio en la distancia intermolecular (entre partículas) y en la libertad de movimiento de las partículas. Para sobrepasar las fuerzas que mantienen a las moléculas en posiciones fijas en una fase sólida y fundirla, se requiere menos energía que para separarlas completamente unas de otras, al vaporizar un líquido. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 14 El cambio directo de sólido a gas se denomina sublimación: sólido gas ∆Hsubl De acuedo a la ley de Hess, a 1 atm: sólido líquido ∆H°fus líquido gas ∆H°vap sólido gas ∆H°subl = ∆H°fus + ∆H°vap El cambio inverso: gas a sólido se denomina depositación. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 15 2. Aspectos cuantitativos de los cambios de fase y de los equilibrios de fase. Muchos de los cambios de fase más espectacu- lares ocurren en el clima. Cuando llueve, el vapor de agua condensa a líquido y éste regresa a gas (vaporiza) cuando se secan los charcos. En invierno, el agua congela y cae a la tierra; en la primavera la nieve se funde y llena los arroyos. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 16 En esta sección examinaremos los calores involucrados en: cambios de fase y en equilibrio entre fases. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 17 Si se enfría vapor de agua a 130°C y 1 atm hasta que el agua solidifica y llega a –40°C y 1 atm, los cambios que experimenta el H2O son: (g, T=130°C, 1 atm) (g, 100°C, 1 atm) ( l, 100°C,1atm) ( l, 0°C, 1atm) (s, 0°C, 1atm) (s, T=-40°C, 1atm) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 18 En la lámina que sigue se muestra la curva de enfriamiento para la conversión de vapor de agua a 130°C y 1 atm en hielo a – 40°C y 1 atm. Una curva de enfriamiento consiste en representar la temperatura del sistema en función del tiempo (en este caso a medida que el sistema pierde energía). UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 19 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 20 La curva de calentamiento para la transformación inversa: de hielo, H2O(s), en vapor de agua, H2O(g), a 1 atm es la siguiente: ∆H° fus ∆H° vap T°C 100 0 gas gas-líquido líquido líquido- sólido só lid o Calor entregado UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 21 En las zonas de pendiente la cantidad de calor (q) entregada al sistema está dada por: q = m c ∆T donde m = masa de sustancia en la fase que presenta c = calor específico de sutancia en la fase ∆T = Tf – Ti Si sustancia es sólido: q = ms cs ∆Ts “ “ “ líquido: q = ml cl ∆Tl “ “ “ gas: q = mg cg ∆Tg UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 22 En las zonas planas (pendiente = 0) la cantidad de calor enregada al sistema se utiliza para vencer las fuerzas de atracción y permitir el cambio de fase. Mientras este cambio ocurre la temperatura y la presión permanencen fijas. En estas condiciones las fases presentes en el sistema están en equilibrio. Este equilibrio entre fases es un equilibrio físico. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 23 Durante la fusión hay H2O(s) y H2O(l) en equilibrio: Si P = 1 atm T = 0°C Durante la vaporización H2O(l) y H2O(g) en equilibrio: Si P = 1 atm T = 100°C H2O(s) H2O(l) H2O(l) H2O(g) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 24 Las cantidades de calor involucradas en estos cambios de fase, a P y T constantes, están dadas por: q =n ∆Hfusión (para fusión) donde n = moles de sólido que funde ∆Hfusión= calor molar de fusión del sólido q = n ∆Hvaporización (para vaporización) siendo n = moles de líquido que vaporiza ∆Hvap= calor molar de vaporización del líquido UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 25 Equilibrio sólido-líquido. El equilibrio entre las fases sólida y líquida de una sustancia se representa por: a P y Tlíquidosólido fusión ciónsolidifica → ← La temperatura a la cual coexisten ambas fases en equilibrio se denomina Temperatura de fusión o T de solidificación. líquido sólido Equilibrio a P y T (dinámico) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 26 La T de fusión de un sólido depende de la presión y aumenta con el aumento de presión. El agua es una excepción: la temperatura de fusión de H2O(s) disminuye al aumentar la presión del hielo. P T sólido líquido P T sólido líquido H2O Hace posible patinaje sobre hielo. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 27 Equilibrio líquido-vapor. 1) Considérese un recipiente abierto conteniendo un líquido a T = cte. Dentro del líquido algunas moléculas se mueven lo bastante rápido y en la dirección correcta como para sobre- pasar las atracciones y por lo tanto se vaporizan. Moléculas cercanas en el líquido llenan inmediatamente el espacio y con la energía suministrada desde los alrededores el proceso continúa hasta que el líquido se agota. T UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 28 2) Considérese un recipiente cerrado, previamente evacuado, al cual se agrega un líquido que se mantiene a T = cte. Las moléculas de líquido que se vapori- zan no pueden escapar del sistema (cerrado) y ellas incrementan la presión de la fase vapor. Las colisiones entre las moléculas del gas permiten que éste condense. Ambos procesos, vaporiza- ción y condensación continúan indefi- nidamente y cuando sus velocidades se igualan, el sistema alcanza un estado de equilibrio. T UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 29 Veloc. del proceso tiempo Veloc, Vaporiz. mayor conden. Veloc, Vaporiz. igual condens. equilibrio El equilibrio es dinámico => siguen ocurriendo ambos procesos. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 30 Cuando el sistema alcanza un estado de equilibrio líquido-vapor a la temperatura T, la presión de la fase vapor recibe el nombre de presión de vapor del líquido. Presión de vapor líquido vapor equilibrio a T Naturaleza del líquido Temperatura depende de El sistema debe contener líquido y vapor. La presión de vapor es independiente de la cantidad de estas fases. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 31 Cuando el sistema alcanza un estado de equilibrio líquido-vapor a la temperatura T, la presión de la fase vapor recibe el nombre de presión de vapor del líquido. Presión de vapor líquido vapor equilibrio a T Naturaleza del líquido Temperatura depende de El sistema debe contener líquido y vapor. La presión de vapor es independiente de la cantidad de estas fases. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 32 Presión de vapor de líquidos 0 100 200 300 400 500 600 700 800 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 t °C P (m m H g) etanol benceno dietileter CCl4 c-hexano acetona metanol UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 33 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 34 Presión de vapor de agua 0 50 100 150 200 250 0 100 200 300 400 t, °C P va po r, at m H2O Tc= 374°C Pc= 218 atm Punto crítico Líquido Vapor UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 35 La presión de vapor de un líquido crece al aumentar la temperatura. La curva de presión de vapor de un líqui- do termina en el punto crítico, Tc y Pc. Tc y Pc son la temperatura y la presión más altas a las cuales se puede establecer equilibrio líquido-vapor. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 36 La relación no-lineal entre la P de vapor y la T puede expresarse matemáticamente como una relación lineal entre lnP y 1/T: donde C = cte o también relacionando dos puntos de la curva: C T 1 R vap∆H-Pln +×= −= 121 2 T 1 T 1 R vap∆H- P Pln Se denomina Ecuación de Clausius-Clapeyron UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 37 Un caso particular de equilibrio líquido-vapor y es el que permite definir “temperatura de ebullición”. P externa (la del ambiente) Cuando la P de vapor a T es igual a la P externa, la T se denomina: “temperatura de ebullición” y en este estado de equilibrio en el líquido se forman burbujas de vapor que ascienden a través de la fase líquida hasta alcanzar a la fase vapor. líquido Pvapor Equilibrio a T UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 38 Ebullición => 1) equilibrio a T 2) Pvapor = Pexterna La temperatura normal de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es 1 atm ( => P externa = 1 atm). P externa (la del ambiente) líquido Pvapor T Por lo tanto hay infinitas temperaturas de ebullición. Cada líquido tiene sólo una temperatura normal de ebullición. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 39 Algunos valores de presión de vapor de H2O(l): 4,58 17,54 55,32 149,38 760,00 1489,14 3570,48 0 20 40 60 100 120 150 P (torr)T °C La T normal de ebullición del aguaes 100°C por que la P de vapor a 100°C es 760 torr = 1 atm . ¿El agua puede hervir a 40°C? Si, para eso el agua debe estar en un ambiente de Pexterna = Pvapor, 40°C = 55,32 torr. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 40 agua die til ete r eta no l agua 1 atm 34,5°C 78,5°C 100°CP (torr) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 41 Equilibrio sólido-vapor. En un sistema cerrado a T, los sólidos también pueden generar una fase vapor y por lo tanto en estado de equilibrio tienen presión de vapor. Presión de vapor de sólido. Depende de: • temperatura • naturaleza del sólido. sólido vapor Equilibrio a T UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 42 Ejemplos de sólidos que subliman a P y T ambiente son naftaleno, C10H8, y yodo, I2. El equilibrio entre sólido y vapor también es dinámico: a T y P La presión de vapor de un sólido crece al aumentar la temperatura. rvaposólido nsublimació óndepositaci → ← UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 43 Diagrama de fases de una sustancia pura. Si en un diagrama P vs T se trazan las líneas de equilibrio entre fases de una sustancia pura se obtiene: P T sólido líquido vapor UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 44 Esta representación de las fases y sus equili- brios se denomina “diagrama de fases de una sustancia pura”. Las curvas representan las P y T donde el sistema presenta en dos fases en equilibrio. Las tres curvas de equilibrio se intersectan en un punto que se denomina “punto triple”. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 45 P T sólido líquido vapor Area: 1 fase estable (S ó L ó V) Línea: 2 fases en equilibrio Intersección: 3 fases en equilibrio. Es el punto triple, es único. Punto crítico Punto triple UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 46 Ejemplos de “diagramas de fases”: CO2 Pc=73 atm Tc = 31°C UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 47 H2O 0 Punto triple: Tc=374°C Pc=218 atm LíquidoSólido 0 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 48 Unidad 8. A) FUERZAS INTERMOLECULARES: líquidos, sólidos y cambios de fase =>1.- Visión general de los estados físicos y cambios de fase. =>2.- Aspectos cuantitativos de los cambios de fase: equilibrios de fase diagramas de fase > 3.- Tipos de fuerzas intermoleculares. 4.- Propiedades del estado líquido. La singularidad del agua. 5.- El estado sólido: estructura, propiedades y enlaces. B) PROPIEDADES FÍSICAS DE SOLUCIONES. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 49 3. Tipos de fuerzas intermoleculares. Para comprender las propiedades de fases condensadas (líquidos y sólidos)en necesario entenderlos distintos tipos de fuerzas intermoleculares. • Son las fuerzas que actúan entre las partículas que forman la fase condensada. • Comparadas con las fuerzas de enlace (intramoleculares) las intermoleculares son menores. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 50 Hay diferentes tipos de fuerzas intermolecu- lares: – ion – dipolo – dipolo – dipolo – enlace por puente de hidrógeno – ion – dipolo inducido – dipolo-dipolo inducido – fuerzas de dispersión (London) Todas estas fuerzas se conocen como “fuerzas de Van der Waals”. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 51 Fuerzas INTRAmoleculares: Enlaces covalente metálico iónico Atracción entre catión y anión núcleo y par e- compartidos cationes y e- deslocalizados Modelo Energía kJ/mol Ejemplo 400 – 4000 NaCl 150 – 1100 H2 75 – 1000 Fe UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 52 Fuerzas INTERmoleculares: Fuerza y Modelo Atracción entre Energía y Ejemplo kJ/mol ion-dipolo dipolo-dipolo puente H o enlace H Carga de ion y carga del dipolo Cargas de los dipolos Enlace polar a H y carga de dipolo 40 - 600 5 - 25 10 - 40 (Continúa) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 53 continuación: Energía y Ejemplo kJ/mol Fuerza y Modelo Atracción entre Carga de ion y nubede e- pola- rizable Carga dipolar y nube de e- po- larizable Nubes de e- polararizables 3 – 15 Fe2+ O2 2 – 10 H-Cl Cl-Cl 0,05 – 40 F-F F-F …. …. ….ion-dipolo inducido dipolo-dipolo inducido dispersión (London) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 54 Fuerzas ion-dipolo. El ejemplo más importante se presenta cuando un compuesto iónico se disuelve en un compuesto polar como sucede al disolver NaCl en agua. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 55 Fuerzas dipolo–dipolo. Cuando las moléculas polares están cercanas unas de otras, (en líquidos y en sólidos), sus cargas parciales actúan como pequeños campos eléctri- cos que las orientan y dan lugar a las fuerzas dipolo-dipolo. en sólido en líquido UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 56 Estas son las fuerzas responsables que el com- puesto cis-dicloroetileno tenga temperatura normal de ebullición 13°C más alta que el trans- dicloroetileno. C=C ClH Cl H cis-dicloroetileno polar apolar C=C H H Cl Cl trans-dicloroetileno UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 57 Enlace por puente hidrógeno. Un tipo especial de fuerzas dipolo-dipolo se da entre moléculas que tienen un átomo de H unido a un átomo pequeño altamente electronegativo con pares de electrones libres. Los átomos más importantes que satisfacen esta descripción son: N, O y F. El enlace covalente entre H y el N, O o el F es muy polar, entonces la densidad electrónica se retira del H. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 58 Como resultado, el H parcialmente positivo de una molécula es atraído por el par de electrones libres parcialmente negativos sobre el N, O o el F de otra molécula formándose el enlace por puente de hidrógeno (enlace H). .. - F: H-O-…. -O: H-N- …. | | .. ..…. || .. ..-N: H-F: UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 59 Problema. ¿Cuál(es) de las siguientes sustancias presenta enlace hidrógeno? En caso de haber, dibuje el enlace enlace hidrógeno entre dos moléculas de la sustancia. a) C2H6 b) CH3OH c) d) e) CH3CH2OH f) || O CH3CCH3|| O CH3C-OH || O CH3C-NH2 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 60 CH3 O-H H-O-CH3 b)a) C2H6 c) En c) hay otra posibilidad de puente H. Descúbrala Ud. d), e) y f) de tarea. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 61 Importancia del enlace por puente hidrógeno. Este enlace tiene impacto significativo en muchos sistemas. La figura muestra el efecto dramático en los puntos de ebullición de los hídridos del grupo 14 (4A) al 17 (7A). UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 62 H2Te SbH3 HI SnH4 3 4 5 T°C Período UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 63 Comúnmente los puntos de ebullición de las sus- tancias aumenta cuando la masa molar se incre- menta, como se observa con los compuestos del grupo 14. T°C Los enlaces por puente H en el NH3 H2O y en HF les dan puntos de ebullición mayores que si la tendencia estuviera basada en la masa molar, como en el grupo 14 (4A). H2Te SbH3 HI SnH4 3 4 5 T°C UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 64 Si no fuera por los enlaces por puente H, el agua debería tener temperatura normal de ebullición alrededor de -80 °C. (180°C menor que la que tiene). Los enlaces puente H en el agua tienen también efectos en el ambiente y en sistemas vivos. Aunque la fuerza del enlace H es aproximada- mente 5% de la de un enlace covalente simple, la fuerza combinada de muchos enlaces H puede producir efectos significativos. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 65 La molécula gigante de ADN consiste en dos cadenas de moléculas envueltas una alrededor de la otra formando una larga doble hélice. Los átomos en cada cadena se unen por enlaces covalentes, pero las dos cadenas están “unidas” por millones de enlaces puente hidrógeno. La energía total de los enlaces H mantiene juntas las cadenas, pero cada enlace H es tan débil que algunos se rompen a la vez; entonces las cadenas pueden separarse durante procesos cruciales como son de la síntesis de proteínas y la repro-ducción celular. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 66 ADN (ácido desoxirribonucleico) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 67 Fuerzas carga–dipolo inducido. Los e- en los enlaces o en pares libres están en constante movimiento: => “nubes” de carga negativa. Un campo eléctrico cercano a una especie puede distorsionar esta nube, atrayendo la densidad electrónica hacia la carga positiva o alejándola de una carga negativa. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 68 En efecto, el campo induce una distorsión en la nube de electrones y esta distorsión produce: • momento dipolar inducido temporal en una molécula apolar y • aumento del momento dipolar ya presente en una molécula polar El campo eléctrico puede ser gene- rado por la carga de un ion o por las cargas parciales cercanas de una molécula polar. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 69 Ejemplos de fuerzas de interacción carga - dipolo inducido: Ion-dipolo inducido Dipolo-dipolo inducido En la figura, el extremo negativo de una molécula de agua repele la nube de e- polarizable del Xe. La atracción intermolecular resultante ayuda a disolver gases nobles y otras sustancias no polares. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 70 La facilidad con que la “nube electrónica” puede distorsionarse se denomina “polarizabilidad”. La polarizabilidad: • aumenta con al aumento de Z en una familia • disminuye con el aumento de Z en un período • de cationes es menor que la del átomo original • de aniones es mayor que la del átomo original UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 71 Fuerzas de dispersión (London). Las fuerzas intermoleculares anteriormente analizadas se deben a la presencia de la carga de un ion o a la existencia de especies polares. Pero… ¿qué fuerzas hacen que sustancias no polares como octano, cloro, gases nobles, se condensen y solidifiquen? La fuerza intermolecular responsable para los estados condensados de sustancias no polares son las fuerzas de dispersión o fuerzas de London. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 72 Las fuerzas de dispersión son causadas por “oscilaciones momentáneas de la carga electrónica” en una especie. Con el tiempo, la carga electrónica del átomo se distribuye uniformamente en torno al núcleo y el átomo es apolar. Pero en instantes de no uniformidad se produce en el átomo un “dipolo instantáneo” que influye en los átomos más cercanos, provocando atracciones entre ellos. De lo anterior se deduce que las fuerzas de dispersión son fuerzas: dipolo instantáneo-dipolo inducido,como se ilustra enla figura que sigue: UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 73 CA B Fuerzas de dispersión entre moléculas no polares. A: moléculas de H2 separadas son no polares. B: un dipolo instantáneo en una molécula induce un dipolo en la molécula más cercana. C: este proceso tiene lugar entre las restantes moléculas. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 74 Las fuerzas de dispersión: • son débiles pero existen en cualquier molécula • aumentan con el N° de e- en la especie (con M) • a igual masa molar, dependen de la forma de la especie UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 75 C5H12 CH3 CH2 CH3 CH2 CH2 n-pentano CH3 CH3 C CH3 CH3 neopentano Teb = 36,1°C Teb = 9,5°C Entre moléculas n-pentano existe mayor superficie de contacto que entre moléculas de neopentano, por lo tanto las fzas de dispersión son mayores en n-pentano que en neopentano y en consecuencia el n-pentano presenta la mayor temperatura de ebullición. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 76 4. Propiedades del estado líquido. 1) Tensión superficial. Dentro de un líquido, las fuerzas intermoleculares ejercen diferentes efectos dependiendo de la localiza- ción de la molécula. Las moléculas en el interior del lí- quido experimentan atracciones in- termoleculares en todas direcciones. Las moléculas de la superficie experi- mentan una atracción neta hacia abajo y se mueven hacia el interior. Así, un líquido tiende a minimizar el N° de moléculas en la superficie, de lo cual resulta la “tensión superfi- cial”. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 77 La superficie de un líquido tiende a conservar la menor área posible (esfera) y se comporta como una “piel tirante” que cubre el interior. Para incrementar el área superficial, las moléculas deben moverse hacia la superficie rompiendo varias atracciones en el interior, lo que requiere energía. Tensión superficial de un líquido es la energía requerida para incrementar el área de superficie en una unidad. TS UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 78 Dipolo-dipolo y dispersión Enlace puente H Enlace puente H Enlace metálico O,017 0,025 0,073 0,48 (CH3CH2)2O CH3 (CH2)3OH H2O Hg Dietileter Butanol Agua Mercurio Fuerzas principales Tensión superficial (J/m2) a 20°C FórmulaSustancia UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 79 Un efecto de la tensión superficial es el fenómeno conocido como “capilaridad”. El agua sube espontáneamente en un tubo capilar, en cambio cuando un tubo capilar se sumerge en mercurio, el nivel del Hg en el capilar desciende. La capilaridad es provocada por dos tipos de fuerzas: cohesión y adhesión. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 80 Las fuerzas de cohesión ocurren entre especies iguales (ej. agua y agua; Hg y Hg), mientras que las fuerzas de adhesión lo hacen entre moléculas de distinta clase (ej. agua con vidrio; mercurio con vidrio, etc.). • Si fuerzas de adhesión > fuerzas de cohesión, el líquido asciende en el capilar. • Si fuerzas de adhesión < fuerzas de cohesión, el líquido en el capilar desciende UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 81 Agua asciende por el capilar Mercurio desciende por el capilar. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 82 También debido a la tensión superficial, la superficie de los líquidos adquiere formas determinadas espe- cialmente en las proximidades de las paredes del recipiente. El agua muestra un menisco cóncavo en un tubo de vidrio porque las fuerzas de adhesión (agua – vidrio) son más fuertes que las fuerzas de cohesión (agua- agua, por puente H). El mercurio en vidrio muestra un menisco convexo porque las fuerzas de cohesión en Hg (enlace metálico) son más fuertes que las de adhesión (dispersión) entre mercurio y vidrio. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 83 Superficie de agua forma menisco cóncavo. H2O(l) - vidrio Hg(l) - vidrio Superficie de mercurio forma menisco convexo. vidrio Hgagua vidrio UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 84 2) Viscosidad. Cuando un líquido fluye, las moléculas se deslizan y pasan unas sobre otras. Las atracciones moleculares resisten este movimiento. Líquidos y gases fluyen, pero las viscosidades de los líquidos son mayores porque las fuerzas de interacción actúan a distancias más cortas. La viscosidad de un líquido es una medida de la resistencia que presenta éste para fluir. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 85 • La viscosidad de los líquidos disminuye al aumentar la temperatura. Algunos valores para el agua son: • La forma de las moléculas también afecta la viscosidad: los líquidos de moléculas más grandes son más viscosos. 1,00 x 10-3 0,65 x 10-3 0,47 x 10-3 0,35 x 10-3 20 40 60 80 Viscosidad (Nsm-2)Temperatura °C UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 86 Evidencias de las propiedades de los líquidos. Gotas de agua sobre superficies no polares: • pétalos y hojas • superficie encerada UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 87 Los aceites que se utilizan para proteger las partes de internas de motores de combustión contienen aditivos que mejoran (aumentan) su viscosidad, para compensar la disminución de ésta al aumentar la T del motor. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 88 El papel y el algodón están formados por fibras de celulosa. Una toalla seca de dos maneras: • por acción capilar (espacios entre moléculas de celulosa) • por formación de enlace puente H con los grupos –OH de las moléculas de celulosa. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 89 Las partes esenciales de un bolígrafo son la esfera móvil y su contacto con la tinta viscosa. Las fuerzas de cohesión dentro de la tinta son reemplazadas por fuerzas de adhesión cuando la tinta “moja” la esfera. Al girar la esfera sobre el papel, las fuerzas de adhesión entre esfera y tinta son reemplazadas por aquellas entre tinta y papel. Bolígrafo: Tinta Rodamiento Superficie del papel Tinta Rodamiento Superficie del papel UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 90 La singularidad del agua. El agua nos es tan familiar que no la cuestionamos, pero ella tiene algunas de las propiedades más insólitas de cualquier sustancia. La molécula de agua: => un átomo de O formando dos enlaces covalentes polares con H y dos pares de electrones libres => angular => altamente polar UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 91 Como tiene dos enlaces O-H y dos pares de e- libres, una mo- lécula de agua puede formar 4 enlaces por puente H con otras moléculas de su alrededor, for- mando un arreglo tetraédrico. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 92 Propiedades de disolvente del agua. El gran poder disolvente del agua es resultado de su polaridad y su excepcional habilidad para formar enlaces por puente H. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 93 El agua disuelve: • compuestos iónicos a través de las fuerzas ion-dipolo entre iones del compuesto y dipolo del agua. • muchas sustancias polares no iónicas (como etanol y glucosa) por la formación de en laces por puente H entre la sustancia y el agua. • puede disolver gases no polares a través de fuerzas dipolo-dipolo inducido y las fuerzas de dispersión. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 94 Como puede disolver muchas sustancias, el agua es el disolvente ambiental y biológico por excelencia, formando las soluciones complejas que conocemos: océanos, mares, ríos, lagos y fluidos celulares. Los animales acuáticos y las plantas acuáticas no podrían sobrevivir sin el O2 disuelto y sin el CO2 disuelto, respectivamente. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 95 Desde un punto de vista químico, todos los organismos, desde la bacteria hasta los humanos, pueden considerarse como sistemas altamente organizados de membranas cerradas y soluciones acuosas complejas compartamentalizadas (divididas en secciones). Desde un punto de vista químico, todoslos organismos, desde la bacteria hasta los humanos, pueden considerarse como sistemas altamente organizados de membranas cerradas y soluciones acuosas complejas compartamentalizadas (divididas en secciones). UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 96 Propiedades térmicas del agua. El agua tiene un calor específico (s) excepcio- nalmente alto comparado con la mayoría de otros líquidos. q = m s ∆T Cuando se entrega energía a una sustancia: • algo de ésta aumenta la velocidad molecular promedio, • algo aumenta las vibraciones y rotaciones moleculares, y • otra cantidad se usa para sobrepasar las fuerzas intermoleculares. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 97 La capacidad calórica del agua es alta debido a la gran cantidad de enlaces por puente H entre sus moléculas. Como los océanos y los mares cubren cerca del 70% de la superficie de la Tierra, el calor del Sol provoca cambios relativamente pequeños en la temperatura diaria, permitiendo sostener la vida en el planeta. Sobre la Luna, sin aire y sin agua, las temperaturas pueden variar de 100°C a –150°C en el mismo día. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 98 A consecuencia de los enlaces H, el ∆Ηvap del agua es alto: 2,3 kJ/g. 4,184 kJ => 1kg agua sube su T en 1°C 4,184 kJ => se vaporizan 1,819 g de agua (aT=cte.) Un ser humano adulto tiene aprox. 40 kg agua en su cuerpo y genera diariamente aprox. 104 kJ de energía (calor). Si ésta fuera usada sólo para aumentar la Ec promedio del agua corporal,la temperatura aumentaría casi 60°C, lo que significaría la muerte instantánea. En vez de eso, el calor se convierte en Ep a medida que rompe los enlaces H y evapora el sudor, resultando una temperatura corporal estable y una pérdida mínima de fluído corporal. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 99 Propiedades de superficie del agua. Los enlaces por puente H en el agua también son los responsables de su alta tensión superficial y su alta capilaridad. Con excepción de algunos metales y sales fundidas, el agua tiene la mayor tensión superficial que cualquier líquido. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 100 • Alta tensión superficial del agua permite vida acuática superficial porque mantiene los desechos de las plantas sobre la superficie (=> refugio y nutrientes para peces y microorganismos). • Alta capilaridad del agua (debida a su gran TS) es crucial para sobrevivencia de plantas terrestres. Durante sequías, raíces absorben agua de suelo profundo y ésta asciende por capilaridad hasta donde la planta la necesita. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 101 Densidad del agua sólida y líquida. Cada átomo de O de una molécula de agua está unido a otros 4 átomos de O vía cuatro átomos de H (puentes). Al continuar con este patrón a través de varias moléculas se obtiene un ordenamiento que da origen al “hielo hexagonal” => una estructura abierta como la que se observa en la figura: UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 102 Esta organización hexagonal es la que se refleja en los cristales de hielo que se muestran a continuación: UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 103 Esta organización explica la pendiente negativa de la curva sólido-líquido en el diagrama de fases del agua. Cuando la presión aumenta, algunos enlaces H se rompen y como resultado algunas moléculas de agua entran en los espacios, rompiéndose los cristales y la muestra se licúa. P T UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 104 Los grandes espacios dentro del hielo dan al sólido una menor densidad que al estado líquido. Cuando la superficie de un lago se congela en invierno, el hielo flota sobre el agua líquida bajo él. Si el hielo fuera más denso que el agua, la superficie del lago se congelaría y hundiría repetidamente hasta que el lago completo solidificara. La vida acuática no sería posible. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 105 La densidad del agua cambia en forma compleja. Cuando el hielo se funde a 0°C, el arreglo tetraédrico alrededor del átomo de O se rompe y las moléculas separadas se acomodan más cerca, llenando los espacios en la estructura sólida colapsada. Como resultado, el agua es más densa alrededor de 4°C. Con aumento de T la densidad del agua disminuye mediante la expansión térmica normal. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 106 Este cambio de densidad es vital para la vida en agua dulce. Cuando el agua de un lago se enfría, se hace más densa antes de congelarse. La capa superior de agua alcanza el punto más alto de densidad (a 4°C) y se hunde. La siguiente capa de agua sube porque es ligeramente menos densa y al alcanzar 4°C también se hunde, etc. Este proceso se repite y el hundimiento y elevación de las aguas distribuye los nutrientes y el oxígeno disuelto para que la vida en el lago continúe. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 107 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 108 Unidad 8. A) FUERZAS INTERMOLECULARES: líquidos, sólidos y cambios de fase =>1.- Visión general de los estados físicos y cambios de fase. =>2.- Aspectos cuantitativos de los cambios de fase: equilibrios de fase diagramas de fase =>3.- Tipos de fuerzas intermoleculares. =>4.- Propiedades del estado líquido. La singularidad del agua. > 5.- El estado sólido: estructura, propiedades y enlaces. B) PROPIEDADES FÍSICAS DE SOLUCIONES. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 109 5. El estado sólido. 1) Características estructurales de los sólidos. Basado en el ordenamiento de sus formas, los sólidos se pueden dividir en dos categorías principales: sólidos cristalinos: generalmente tienen una forma bien definida sólidos amorfos: tienen formas pobremente definidas por carencia de orden molecular extensivo UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 110 Sólidos cristalinos. 1) Algunos ejemplos: Berilo Berilo: Be3Al2Si6O18 Hexagonal, incoloro, azulado,verdoso, amarillento d = 2,66 a 2,83 g/cc dureza = 7,5 a 8 (escala 1 a 10) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 111 Barita: BaSO4 Rómbico Incoloro a café oscuro, grisáceo d = 4,5 g/cc dureza = 3 a 3,5 Calcita: CaCO3 Romboédrico Incoloro a blanco d = 2,72 a 2,94 g/cc dureza = 3 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 112 Aragonita: CaCO3 Rómbico Incoloro a blanco d = 2,94 a 2,95 g/cc dureza = 3,5 a 4 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 113 Pirita: FeS d = 5,018 g/cc dureza = 6 a 6,5 Franklinita: ZnFe2O4 d = 5,07 a 5,34 g/cc dureza = 5,5 a 6,5 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 114 2) Red cristalina y celda unitaria. Si se pudiera ver las partículas dentro del cristal se encontraría que éstas están estrechamente empacadas en un arreglo tridimensional ordenado. El centro (núcleo) de cada partícula del cristal se ubica en un punto. Este arreglo ordenado de puntos se denomina red cristalina, o simplemente red. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 115 Un ejemplo de red cristalina Celda unitaria (de la red) Celda unitaria: porción más pequeña de la red que, si se repite en las tres direcciones forma el cristal. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 116 Algunas celdas cúbicas: Cúbica simple Cúbica centradaen el cuerpo Cúbica centrada en las caras UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 117 UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 118 3) Tipos, propiedades y enlaces en sólidos cristalinos. Hay 5 tipos de sólidos cristalinos: atómicos moleculares iónicos covalentes metálicos UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 119 Sólidos atómicosSólidos atómicos Formados por átomos que se mantienen unidos por fuerzas de dispersión. Estas fuerzas son débiles, por lo tanto estos sólidos presentan puntos de fusión y de ebullición bajos y también calores de fusión y vaporización bajos, aumentando ligeramente con el aumento de masa molar. Ejemplos.Gases nobles: Ne Tfusión = -249°C, Rn Tfusión = -71°C UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 120 Los puntos de la red están ocupados por moléculas individuales. El metano cristaliza en una estructura cúbica centrada en la cara, el átomo de C del metano ocupa el punto de la red: Cada una de estas esferas es una molécula de CH4 Sólidos molecularesSólidos moleculares UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 121 En los sólidos moleculares las fuerzas que ac- túan son: dipolo-dipolo, de dispersión, enlace H, lo que explica su gran intervalo de propiedades físicas. Estas fuerzas intermoleculares son todavía débiles, por lo cual los puntos de fusión de estos sólidos son mucho menores que los de los cristales iónicos, covalentes y metálicos. Ejemplos (puntos de fusión °C). No polar: O2 (-219), P4 (44,1), Cl2 (-101), C4H10 (-138) Polar: SO2 (-73), H2O (0), HNO3 (-42), CHCl3(-64) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 122 Son cristales formados por iones. Las fuerzas interpartículas son de mayor magnitud que las de los sólidos atómicos y moleculares. Para maximizar las atracciones, los cationes se rodean de tantos aniones como sea posible y viceversa. El ion más pequeño se ubica en los “huecos” que dejan los iones más grandes. La celda unitaria tiene la misma relación catión/anión que la fórmula empírica. Sólidos iónicosSólidos iónicos UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 123 Ejemplos. NaCl (801), CaF2 (1423), MgO (2852) Si a los sólidos iónicos se suministra grandes cantidades de energía, se rompen las intensas fuerzas interiónicas quedando los iones con movilidad en estado líquido (fundido). Por esta razón los compuestos iónicos conducen la electricidad en estado líquido pero no en estado sólido. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 124 Sólidos metálicosSólidos metálicos A diferencia de las débiles fuerzas de dispersión entre los átomos en los sólidos atómicos, las poderosas fuerzas del enlace metálico mantienen unidos a los “átomos individuales” en los sólidos metálicos. (Iones en mar de e- móviles). Los metales tienen amplio intervalo de puntos de fusión y dureza que se relacionan con la estruc- tura cristalina y el N° de electrones de valencia disponibles para el enlace. Ejemplos. Na (97,8), Zn (420), Fe (1535) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 125 Sólidos covalentesSólidos covalentes En estos sólidos las partículas que los forman no están separadas. Ellas están unidas a través de enlaces covalentes y debido a esto los cristales covalentes tienen puntos de fusión y puntos de ebullición extrema- damente altos. Sin embargo su conductividad y dureza depende de los detalles en sus enlaces. Ejemplos. SiO2 (cuarzo, 1610), C (diamante, cerca de 4000) UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 126 C(grafito) C(diamante) Capas unidas por fuerzas V der W Capas deslizan Todos los átomos unidos por enlaces covalentes, difíciles de romper. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 127 Comparación de propiedades del grafito y del diamante. 3,51 10 (muy duro) >3550 Transparente incoloro No conduce Diamante 2,27 < 1 (muy suave) 3652 (sublima) Negro brillante Alta (a lo largo de las capas) Densidad (g/cc) Dureza T fusión (°C) Color Conductividad eléctrica GrafitoPropiedad UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 128 Características principales de los tipos de sólidos cristalinos. Algo suaves, Tf bajas moderadas malos conduc. térm. y eléctr. dispersión dipolo-dipolo enlace H moléculasmolecular Suaves Tf bajas Malos conduc. térm. y eléctr. dispersiónátomosatómico Comportamiento físico fuerzaspartículaCristal continúa UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 129 Comportamiento físico fuerzaspartículaCristal Duros, brillantes Tf altas Fundidos son buenos conduc. térm. y eléctr. atracción catión- anión ionesiónico Muy duros, Tf altas Generalmente son malos cond t y e Enlace covalente átomoscovalente Suaves a duros Tf bajas a altas Buenos cond t y e Enlace metálico átomosmetálico continuación UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 130 Sólidos amorfos. Los sólidos amorfos no tienen ordenamiento regular. Presentan pequeñas regiones ordenadas conectadas por grandes porciones desordenadas. Ejemplos. Carbón de madera, caucho, vidrio. El proceso que da forma al cristal de cuarzo (vidrio) es típico de muchos sólidos amorfos. El cuarzo cristalino (SiO2) tiene una estructura cúbica compacta. Esta forma cristalina funde y UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 131 El líquido viscoso se enfría rápidamente para prevenir su recristalización. Las cadenas de átomos de Si y O no pueden orientarse por sí mismas lo suficientemente rápido dentro de una estructura ordenada, así que se solidifican originando una forma irregular. La irregularidad de su estructura le confiere al vidrio algunas propiedades de líquidos. De hecho, los vidrios suelen mencionarse como “líquidos superenfriados”. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 132 Problema. El bario es el metal alcalino térreo no radiactivo de mayor tamaño atómico y de masa atómica 137,33 uma. El cristal de Ba tiene una celda unitaria cúbica compacta centrada en el cuerpo (un átomo de Ba en el centro del cubo rodeado de otros 8 átomos de Ba, uno en cada vértice del cubo) y densidad 3,62 g/cm3. Suponga forma esférica para los átomos y calcule es radio atómico del Ba. Vista lateral de la celda Si a Ud. le gusta la geometría resuelva este problema: UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 133 ¿Qué son los cristales líquidos? Son sustancias de moléculas grandes y alargadas. Las fases del cristal líquido fluyen como los líquidos pero, semejante a los sólidos cristalinos, están empacadas a nivel molecular con alto grado de orden. Las propiedades de un cristal dependen de la dirección: anisotropía. Los cristales líquidos son anisotrópicos. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 134 Los cristales líquidos contienen moléculas individuales con las siguientes características: • larga forma cilíndrica • estructura que permite atracciones intermolecu- lares (dipolos, enlace H, dispersión) • pero inhiben el empaquetamiento cristalino perfecto. • moléculas pueden orientarse por acción de campo eléctrico UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 135 Los tres tipos comunes de fases de cristal líquido son: EsmécticaColestéricaNemática UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 136 La habilidad de controlar la orientaciónde las moléculas en un cristal líquido permite produ- cir materiales con alta resistencia o propieda- des ópticas únicas. UdeC/FCQ/ ME König Unidad 8 (8-1) 137 polarizador placa superior cristal líquido Universidad de ConcepciónFacultad de Ciencias Químicas Unidad 8-1. FUERZAS INTERMOLECULARES: líquidos, sólidos y cambios de fase 1. Visión general de los estados físicos y cambios de fase. 2. Aspectos cuantitativos de los cambios de fase y de los equilibrios de fase. Equilibrio sólido-líquido. Equilibrio líquido-vapor. Equilibrio sólido-vapor. Diagrama de fases de una sustancia pura. 3. Tipos de fuerzas intermoleculares. 4. Propiedades del estado líquido. Evidencias de las propiedades de los líquidos. La singularidad del agua. Propiedades de disolvente del agua. Propiedades térmicas del agua. Propiedades de superficie del agua. Densidad del agua sólida y líquida. 5. El estado sólido. ¿Qué son los cristales líquidos?
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