1_QUIMICA_1._INTRODUCCIÓN
76
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS QUÍMICA I ING. ROSA M. DÍAZ PÉREZ DOCENTE ESPE
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Quimica
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS
QUÍMICA I
ING. ROSA M. DÍAZ PÉREZDOCENTE ESPE
Como parte de las ciencias de la naturaleza estudia la MATERIA constitutiva de los cuerpos, su estructura, sus propiedades, los fenómenos que implican cambios en la naturaleza de la materia, y
las leyes que rigen dichos fenómenos
LA QUÍMICA
CLASIFICACIÓN DE LA QUÍMICA
QUÍMICA GENERAL
QUÍMICA DESCRIPTIVA
QUÍMICA INORGÁNIC
A
QUÍMICA ORGÁNICA
QUÍMICA ANALÍTICA
CUALITATIVA
CUANTITATIVA
BIOQUÍMICA
FÍSICO-QUÍMICA
UNIDAD 1:
EL ESTADO LÍQUIDO Y SOLUCIONES
1.EL ESTADO LÍQUIDO
1.1.1. LÍQUIDOS• La teoría cinético molecular de
líquidos• Fuerzas intermoleculares• Propiedades de los líquidos
1.1.2. AGUA• Generalidades• Composición• Importancia• Formación de la molécula de agua• Propiedades químicas• Hidratos y sustancias higroscópicas
1.1. LÍQUIDOS Y
PROPIEDADES FÍSICO
QUÍMICAS DEL AGUA
Baños de Saint Thomas
En la fotografía podemos observar
agua en las tres fases: sólida ,
líquida y gaseosa,
al mismo tiempo
En la fotografía podemos observar agua en las tres fases: sólida, líquida y gaseosa, al mismo tiempo. El vapor de agua, el agua del manantial y la nieve son tres formas diferentes de la misma sustancia H2O. El agua en cualquiera de sus formas tiene las mismas propiedades químicas, sin embargo sus propiedades físicas son diferentes, porque las propiedades físicas de las sustancias dependen de su estado físico.
En la asignatura de química general del curso de nivelación, estudiamos las características y leyes que gobiernan el estado gaseoso, ahora nos enfocaremos en el estudio de las propiedades físicas del estado líquido. Empezaremos comparando las propiedades del estado líquido con los otros estados, para luego enfocarnos en el estudio de los líquidos.
LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LÍQUIDOS
1.1. LÍQUIDOS Y PROPIEDADES
FÍSICO
QUÍMICAS DEL AGUA
1.1.1. LÍQUIDOS
LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LÍQUIDOS
1.1. LÍQUIDOS Y PROPIEDADES
FÍSICO
QUÍMICAS DEL AGUA
1.1.1. LÍQUIDOS
PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE GASES, LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
ENERGÍA CINÉTICA (Energía de movimiento de partículas: átomos moléculas o iones)
ENERGÍA CINÉTICA (Energía de movimiento de partículas: átomos moléculas o iones)
TIENDEN A MANTENER EN MOVIMIENTO A LAS PARTÍCULAS Y SEPARADAS UNAS DE OTRAS
LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN
ENTRE PARTÍCULAS
EN GASES
LAS FUERZAS DE
ATRACCIÓN ENTRE
PARTÍCULAS EN
LÍQUIDOS
LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN
ENTRE PARTÍCULAS
ENSÓLIDOS
LA ENERGÍA CINÉTICA DE
LAS PARTÍCULAS
EN GASES
LA ENERGÍA CINÉTICA DE
LAS PARTÍCULAS
EN LÍQUIDOS
LAS ATRACCIONE
S ENTRE PARTÍCULAS
ENSÓLIDOS
LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE GASES
• PARTÍCULAS en movimiento constante y aleatorio•Separadas por grandes distancias •Mucho espacio vacío •Sin interacción apreciable entre ellas (a T y P ordinarias)
ENERGÍA PROMEDIO DE
ATRACCIÓN ENTRE
PARTÍCULAS
ENERGÍA CINÉTICA
PROMEDIO (Velocidad
promedio de las partículas)
LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LÍQUIDOS
• PARTÍCULAS muy cercanas unas de otras •Con poco espacio vacío entre ellas•Se mantienen juntas porque caen en el campo de acción de uno o más tipos de fuerzas de atracción•Mantienen libertad de movimiento
ENERGÍA PROMEDIO DE
ATRACCIÓN ENTRE
PARTÍCULAS
ENERGÍA CINÉTICA
PROMEDIO (Velocidad
promedio de las partículas)
LA TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE SÓLIDOS
• PARTÍCULAS juntas y ordenadas• Con menor espacio vacío entre ellas en relación al estado líquido• Ocupan una posición rígida, y presentan escasa libertad de movimiento • Ocupan posiciones fijas en un patrón tridimensional muy regular
FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE PARTÍCULAS SON LO SUFICIENTEMENTE
FUERTES
SÓLIDO
• MOLÉCULAS juntas y ordenadas
• Con menor espacio vacío entre ellas en relación al estado líquido
• Ocupan una posición rígida, y presentan
• Escasa libertad de movimiento
LÍQUIDO• MOLÉCULAS
cercanas unas de otras
• Con poco espacio vacío entre ellas
• Se mantienen juntas porque caen en el campo de acción de uno o más tipos de fuerzas de atracción
• Mantienen libertad de movimiento
GASEOSO• MOLÉCULAS
separadas por grandes distancias
• En movimiento constante y aleatorio
• Mucho espacio vacío
• Sin interacción apreciable entre ellas (a T y P ordinarias)
FASES CONDENSADAS
ENORME ESPACIO VACÍO ENTRE LAS MOLÉCULAS
LOS GASES SE COMPRIMEN CON FACILIDAD
BAJA DENSIDAD EN CONDICIONES NORMALES
LAS DÉBILES FUERZAS QUE OPERAN ENTRE LAS MOLÉCULAS EXPANDIRSE
LLENAR EL VOLUMEN DEL RECIPIENTE QUE LOS
CONTIENE Y DIFUNDIRSE
PROPIEDADES DE LOS GASES
MOLÉCULAS MUY JUNTASPOCO ESPACIO VACÍO
DIFÍCILES DE COMPRIMIR
MUCHO MÁS DENSOS QUE LOS
GASES
LAS MOLÉCULAS NO ESCAPAN DE LA ACCIÓN DE LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN
TIENEN VOLUMEN DEFINIDO
MOLÉCULAS CON LIBERTAD DE MOVIMIENTO
DERRAMARSE
FLUIR FÁCILMENTE
ADOPTAR LA FORMA DEL RECIPIENTE
QUE LOS CONTIENE
PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS
LAS MOLÉCULAS POSEEN MENOS ESPACIO VACÍO QUE LOS LÍQUIDOS
NO SON COMPRESIBLES
MOLÉCULAS JUNTAS Y ORDENADAS OCUPAN UNA
POSICIÓN RÍGIDA
FORMA Y VOLUMEN BIEN DEFINIDOS
PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE LOS GASES, LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
ESTADO DE LA
MATERIA
VOLUMEN - FORMA
DENSIDAD COMPRESIBILIDAD
MOVIMIENTO DE
MOLÉCULAS
GAS Adopta la forma y el volumen de su contenedor
Baja Muy compresible
Movimiento muy libre
LÍQUIDO Tiene volumen definido y adopta la forma de la porción de su contenedor que ocupa
Alta Sólo ligeramente compresible (a altas presiones, 104 atm)
Se deslizan entre sí
SÓLIDO Tienen volumen y forma definidos
Alta Virtualmente incompresible
Vibra en a posiciones fijas
EL ESTADO FÍSICO DE UNA
SUSTANCIA DEPENDE
EN GRAN MEDIDA DEL
EQUILIBRIO ENTRE LAS ENERGÍAS CINÉTICAS
DE LAS PARTÍCULAS Y
LAS ENERGÍAS DE ATRACCIÓN
ENTRE ELLAS
EL ESTADO FÍSICO DE UNA
SUSTANCIA DEPENDE
EN GRAN MEDIDA DEL
EQUILIBRIO ENTRE LAS ENERGÍAS CINÉTICAS
DE LAS PARTÍCULAS Y
LAS ENERGÍAS DE ATRACCIÓN
ENTRE ELLAS
En las fases condensadas de la materia, es decir, en los líquidos y los sólidos, las fuerzas de atracción intermolecular ejercen más influencia que en los gases.A medida que baja la temperatura de un gas disminuye la energía cinética promedio de sus moléculas. Así a una temperatura lo suficientemente baja, las moléculas ya no tienen la energía cinética necesaria para liberarse de la atracción de sus moléculas vecinas. Entonces las moléculas se agregan y forman pequeñas gotas de líquido. Esta transición de la fase gaseosa a la líquida se conoce como condensación.
NaCl:Tf = 801°CTeb = 1413°C
N2O: (P=1atm)Tl = -88,5°CTs = -90,8°C
1.EL ESTADO LÍQUIDO
1.1.1. LÍQUIDOSLa teoría cinético molecular de
líquidos• FUERZAS INTERMOLECULARES
• Propiedades de los líquidos1.1.2. AGUA
• Generalidades• Composición• Importancia• Propiedades físicas del agua• Formación de la molécula de agua• Propiedades químicas• Hidratos y Sustancias higroscópicas• Clases de agua • Contaminación del agua
1.1. LÍQUIDOS Y
PROPIEDADES FÍSICO
QUÍMICAS DEL AGUA
LÍQUIDOS
(A T ambiente)
SONSUBSTANCIASMOLECULARES
SUBSTANCIASMOLECULARES
SON AQUELLAS
ÁTOMOS UNIDOS MEDIANTE
ENLACES COVALENTES
LAS FUERZAS INTRAMOLECULARES QUE ORIGINAN ELENLACE COVALENTE
INFLUYEN
•FORMA MOLECULAR•ENERGÍAS DE ENLACE•COMPORTAMIENTOQUÍMICO
PROPIEDADES MACROSCÓPICAS DE
LA MATERIA (Punto de fusión, punto de
ebullición, viscosidad, etc.)
INFLUYEN
FUERZAS INTERMOLECULARES
1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
• Son fuerzas de ATRACCIÓN entre MOLÉCULAS
• Responsables del comportamiento no ideal de los gases
• Son de naturaleza electrostática: involucran atracciones entre especies positivas y negativas
• Se ponen en especial manifiesto en los estados condensados de la materia
1.1.2. LÍQUIDOS
•
FUERZAS INTERMOLECULARES
MANTIENEN UNIDAS A LAS MOLÉCULAS
RESPONSABLES DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MATERIA
(Punto de fusión, punto de ebullición)
SON MÁS DÉBILES QUE LAS FUERZAS INTERATÓMICAS
1-100 kJ/mol
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
PARA EVAPORAR UNA MOL DE AGUA EN SU PUNTO DE EBULLICIÓN SE NECESITAN 41 KJ DE ENERGÍAPARA ROMPER LOS ENLACES O-H DE UNA MOL DE
MOLÉCULAS DE AGUA SE NECESITAN 930 KJ DE ENERGÍA
1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
Muchas de las propiedades físicas de los líquidos como los puntos de fusión, puntos de ebullición,
tensión superficial, etc., reflejan en
cierta forma, una medida de la
intensidad de las fuerzas
intermoleculares que actúan entre
sus moléculas
1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
En el punto de ebullición se debe
suministrar suficiente energía
para vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas
a fin de que pasen a la fase de vapor.
1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
Si se requiere menor energía para separar
las moléculas de la sustancia A que para separar las moléculas de la sustancia B, es
porque las moléculas de A
están unidas por fuerzas
intermoleculares más débiles o
menos intensas que las de B.
Por lo tanto el punto de ebullición de A será menor que el
de B
Igual sucede con los puntos de fusión de las sustancias, altos
puntos de fusión son indicadores de fuerzas intermoleculares intensas.
FUERZAS INTERMOLECULARES
1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
• Para comprender mejor las propiedades de los
estados condensados de la materia, sólido y líquido,
debemos estudiar y comprender los diferentes
tipos de fuerzas intermoleculares.
FUERZAS INTERMOLECULARES1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
Pueden ser de los siguientes tipos
o FUERZAS DE VAN DER WAALS• Fuerzas dipolo-dipolo • Fuerzas dipolo-dipolo
inducido• Fuerzas de dispersión o de
LONDONo PUENTE DE HIDRÓGENOo Fuerzas ión-dipoloo Fuerzas ión-dipolo inducido
FUERZAS DIPOLO-DIPOLO (También llamadas fuerzas de Keesom),
SON FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE MOLÉCULAS POLARES
SON DE ORIGEN ELECTROSTÁTICO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DIPOLO-DIPOLO
SON FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE MOLÉCULAS POLARES
El extremo positivo de una molécula polar neutra se atrae con el extremo negativo de otra.
Son efectivas cuando las moléculas polares están muy cerca.
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DIPOLO-DIPOLOFUERZAS
INTERMOLECULARES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Puede ocurrir entre moléculas iguales o entre
moléculas de sustancias
diferentes.
CLOROFORMOMETANOL
FUERZAS DIPOLO-DIPOLOFUERZAS
INTERMOLECULARES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Son menos intensas
Son más intensas
Son por lo general más débiles que las fuerzas ión - dipolo
FUERZAS DIPOLO-DIPOLO
Para el caso de moléculas de
tamaño y masa aproximadamente
iguales.
La intensidad de las atracciones
intermoleculares aumenta cuando la
polaridad aumenta.
FUERZAS INTERMOLECULA
RESPESOS MOLECULARES, MOMENTOS DIPOLARES Y
PUNTOS DE EBULLICIÓN
SUSTANCIA PESO MOLECULA
R(uma)
MOMENTO DIPOLAR
(D)
PUNTO DE EBULLICIÓN
(K)
PROPANO 44 0,1 231
ÉTER DIMETÍLICO
46 1,3 248
CLORURO DE METILO
50 1,9 249
ACETALDEHÍDO
44 2,7 294
ACETONITRILO
41 3,9 355
FUERZAS DE VAN DER WAALS
En el caso de moléculas de polaridad comparable, aquellas con volúmenes
moleculares más pequeños, por lo regular experimentan fuerzas de atracción DIPOLO-
DIPOLO más intensas
FUERZAS INTERMOLECULARES1.1.2. LÍQUIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
Pueden ser de los siguientes tipos
o FUERZAS DE VAN DER WAALS Fuerzas dipolo-dipolo • Fuerzas dipolo-dipolo
inducido• Fuerzas de dispersión o de
LONDONo PUENTE DE HIDRÓGENOo Fuerzas ión-dipoloo Fuerzas ión-dipolo inducido
DIPOLO INDUCIDO
Cuando la proximidad de un ion o molécula polar provoca la separación de las cargas positiva y negativa en
un átomo o en una molécula no polar, se dice que se ha formado un DIPOLO
INDUCIDO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
MOLÉCULA
POLAR O ION
ÁTOMO OMOLÉCULAAPOLAR
DIPOLO INDUCIDO
DIPOLO INDUCIDOFUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
a) Distribución esférica de la carga en un átomo de helio
b) Distribución distorsionada de la carga en un átomo de helio ocasionada por el acercamiento de un catión
c) Distribución distorsionada de la carga en un átomo de helio ocasionada por el acercamiento de un dipolo
DIPOLO INDUCIDO
La probabilidad de inducir un DIPOLO depende no solo de la carga del ión o de la fuerza del dipolo, sino también
del grado de POLARIZACIÓN del átomo o molécula.
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
POLARIDAD
ES LA FACILIDAD QUE PRESENTA UN ÁTOMO O MOLÉCULA NO POLAR PARA QUE SE DISTORSIONE SU DISTRIBUCIÓN
ELECTRÓNICA.
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
POLARIDAD
El carácter polarizable de gases que contienen átomos o moléculas no polares,
(como el He y el N2) explica el hecho de que este tipo de gases puedan condensarse.
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Un átomo o molécula no polar es más polarizable a medida que aumenta su número de
electrones y se hace más difusa
la nube electrónica.
FUERZAS DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO
(también llamadas fuerzas de Debye)
SON FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE MOLÉCULAS POLARES Y DIPOLOS
INDUCIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS FUERZA
DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO
FUERZAS DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Gracias a esta interacción,
gases apolares
como el O2, el N2 o el CO2
se pueden disolver en
agua.
FUERZAS ION-DIPOLO INDUCIDO
SON FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE UN ION Y UN DIPOLO INDUCIDO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS ION-DIPOLO INDUCIDO
Un ejemplo de esta interacción es la interacción entre el ión Fe++ de la
hemoglobina y la molécula de O2,
que es apolar. Esta interacción es la
que permite la unión reversible
del O2 a la hemoglobina y el transporte de O2
desde los pulmones hacia los
tejidos
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
DIPOLO INSTANTÁNEO
Debido al movimiento de
traslación de los electrones, en un
instante dado podrán surgir
zonas con diferencias
relativas de carga y por
consiguiente surgirán
MOMENTOS DIPOLARES con
una vida muy pequeña
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
DIPOLO INSTANTÁNEO
Este momento dipolo se denomina DIPOLO INSTANTÁNEO porque solo dura
una pequeña fracción de segundo.
En otro instante los electrones cambian de posición y se genera un nuevo
DIPOLO INSTANTÁNEO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
DIPOLOS INSTANTÁNEOS
Un DIPOLO INSTANTÁNEO cualquiera puede inducir DIPOLOS en cada uno de sus átomos o moléculas vecinas
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DE DISPERSIÓNFUERZAS
INTERMOLECULARES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
La interacción entre los DIPOLOS TEMPORALES INDUCIDOS en los
átomos o moléculas se denominanFUERZAS DE DISPERSIÓN
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
Fuerzas de atracción entre átomos o entre moléculas, que se generan por la presencia de
DIPOLOS TEMPORALES INDUCIDOS
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
A temperaturas muy bajas (y velocidades
atómicas reducidas) las FUERZAS DE
DISPERSIÓN son lo bastante
fuertes como para mantener
unidos a los átomos o a las
moléculas no polares, y hacer
que un gas se condense.
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
London demostró que la magnitud de esta fuerza de atracción es directamente proporcional al GRADO DE
POLARIZACIÓN del átomo o molécula.
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
•El He solo tiene dos electrones unidos fuertemente al orbital 1s , en consecuencia el átomo de He es poco polarizable.•Por lo tanto las fuerzas de dispersión en el He son muy débiles, lo cual se refleja en su bajo punto de ebullición de sólo 4,2 K o -269°C.
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
LAS FUERZAS DE DISPERSIÓN AUMENTAN CON LA MASA MOLAR .
En moléculas con mayor masa molar que suelen tener más electrones, y
en átomos con mayor masa atómica que a menudo son átomos más grandes, es más fácil alterar sus distribuciones electrónicas, debido a que el núcleo o núcleos
atraen con menor fuerza a los electrones más externos.
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
Tomado de QUÍMICA de Chang, 9na
edición, Pág. 455
En la tabla adjunta se
comparan los puntos de fusión
de sustancias afines formadas por moléculas no
polaresSe puede observar
que el punto de fusión aumenta a
medida que aumenta el número de
electrones en la molécula.
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
CH3F CCl4
Las fuerzas de dispersión
existen entre especies de
todo tipo, con carga neta
(iones), polares o no polares.
En muchos casos las fuerzas de dispersión son comparables o
incluso mayores que las fuerzas
dipolo-dipolo que existen entre las
moléculas polares.
FUERZAS DE DISPERSIÓN O DE LONDON
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
FUERZAS DE VAN DER WAALS
En muchos casos las fuerzas de dispersión son comparables o incluso mayores que las fuerzas dipolo-dipolo que existen entre las
moléculas polares.Por ejemplo, se tiene un caso extremo al
comparar los puntos de ebullición del fluorometano CH3F (-78,4°C) y del
tetracloruro de carbono CCl4 (76,5°C) .Aunque el momento dipolo del CH3F es 1,8 D
hierve a una temperatura más baja que el CCl4 que es una molécula no polar.
El CCl4 hierve a una mayor temperatura solo porque tiene más electrones, por lo tanto las fuerzas de dispersión entre las moléculas del
CCl4 son más intensas que la suma de las fuerzas dipolo-dipolo y de dispersión que
existen entre las moléculas del CH3F
EJERCICIOSFUERZAS INTERMOLECULA
RES • COMPARACIÓN DE LAS FUERZAS INTERMOLECULARES.•1. los momentos dipolares del acetonitrilo, CH3CN, y del yoduro de metilo, CH3I, son 3.9 D y 1,62 D, respectivamente. a) Cuál de estas sustancias tendrá atracciones dipolo-dipolo más intensas entre sus moléculas? b) Cuál de estas sustancias tendrá fuerzas de dispersión más intensas? c) los puntos de ebullición del CH3CN del CH3I son 354,8K y 315,6K, respectivamente. Cuál de estas sustancias tiene las fuerzas de atracción generales más intensas?•2. Entre el Br2, Ne, HCl(μ = 1,08D), HBr(μ=0,82D) y N2, cuál es más probable que tenga a) las fuerzas de dispersión intermoleculares más intensas, b) las fuerzas de atracción dipolo-dipolo más intensas?•3. Ordene las sustancias CCl4, CBr4 y CH4, en forma creciente de acuerdo a a) polarizabilidad, b)intensidad de las fuerzas de dispersión y c) punto de ebullición
Tomado de QUÍMICA de Brown, 11°
edición, Pág. 443
FUERZAS ION-DIPOLO FUERZAS INTERMOLECULA
RES
SON FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE UN ION (CATIÓN O ANIÓN) Y UN DIPOLO O MOLÉCULA POLAR
FUERZAS ION-DIPOLO FUERZAS INTERMOLECULA
RES
La intensidad de este tipo de
interacción depende de la
carga y tamaño del ion así como de la magnitud del
momento dipolar
y del tamaño de la molécula
El catión Mg2+ al tener una carga más alta y un radio iónico más pequeño (78pm) que el ion Na+ (98pm), genera una interacción más fuerte con las moléculas de agua, que la interacción generada entre el catión Na+
y las moléculas de agua. Los calores de hidratación de los iones Na+ y Mg2+ son -405 kJ/mol y -1926kJ/mol respectivamente
Las cargas en los cationes están más concentradas porque estosiones suelen ser mas pequeños
que los aniones. En consecuencia, con una carga de
igual magnitud,un catión experimenta una
interacción más fuerte con los dipolos que un anión.
Son muy importantes en los
procesos de disolución de
sustancias iónicas en líquidos polares
, como una disolución de
cloruro de sodio en agua
FUERZAS ION-DIPOLO
Cuando el cloruro de sodio NaCl, compuesto iónico que consiste en un arreglo ordenado de iones Na+ y Cl- se disuelve en agua, cada ion se separa de su estructura sólida conforme se disuelve.
Aunque el agua es un molécula eléctricamente neutra, un extremo (el átomo de O) de la molécula es rico en electrones y tiene carga parcial negativa, que se denota con ∂-, y el otro extremo (átomos de H) tienen carga eléctrica parcial positiva, que se denota como ∂+ .
Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, los iones positivos (cationes) son atraídos por el extremo negativo del H2O, y los iones negativos (aniones) son atraídos por el extremo positivo. Se dice entonces que los iones están SOLVATADOS.
El proceso de solvatación ayuda a estabilizar los iones en disolución, y evita que los cationes y aniones se vuelvan a unir.
PUENTE DE HIDRÓGENOFUERZAS
INTERMOLECULARESPuntos de ebullición de
los compuestos que resultan de la
combinación del hidrógeno con los elementos de los
grupos 4A, 5A, 6A y 7A.A pesar de que
normalmente se espera que el punto de
ebullición se incremente a medida
que se desciende en un grupo, se puede
observar que tres compuestos NH3, H2O y HF se comportan de manera diferente. La
explicación de esta anomalía implicaría la existencia de enlaces intermoleculares más
fuertes.
Tomado de QUÍMICA de Chang, 9°edición,
Pág. 457
PUENTE DE HIDRÓGENO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
• Las moléculas de NH3, H2O y HF deben estar unidas por fuerzas de atracción mucho más intensas que las moléculas de los otros elementos del mismo grupo.•Este tipo particularmente fuerte de atracción intermolecular se denomina
• PUENTE DE HIDRÓGENO
PUENTE DE HIDRÓGENOFUERZAS
INTERMOLECULARES • Tipo especialmente fuerte de
interacción entre el átomo de hidrógeno unido mediante enlace polar a N, O o F (N-H, O-H o H-F), y un átomo muy electronegativo de O, N o F
PUENTE DE HIDRÓGENO
FUERZAS INTERMOLECULA
RES
• La energía promedio de un PUENTE DE HIDRÓGENO es demasiado grande para ser una atracción dipolo-dipolo (más de 40 kJ/mol) . Por esta razón, los puentes de hidrógeno tienen un fuerte efecto en la estructura y propiedades de muchos compuestos.
PUENTE DE HIDRÓGEN
O
Fuerte
efecto en
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES
DE COMPUESTOS
PUENTE DE HIDRÓGENOFUERZAS
INTERMOLECULARES •Al ser el F más electronegativo que el O se
esperaría que los puentes de hidrógeno en el HF líquido fueran más fuertes que en el H2O.
•Pero el HF tiene un punto de ebullición menor que el del H2O, porque cada molécula de H2O participa en cuatro puentes de hidrógeno intermoleculares y cada molécula de HF solo en dos y forman cadenas tipo zigzag. Por lo tanto las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas de H2O son más fuertes que las que mantienen unidas a las moléculas de HF.
PUENTE DE HIDRÓGENOFUERZAS
INTERMOLECULARES
EJERCICIOSFUERZAS
INTERMOLECULARES
•Identificación de sustancias que pueden formar enlaces por puente de hidrógeno:
•1. Cuáles de las siguientes sustancias pueden formar puentes de hidrógeno con el agua? Eter dimetílico, (CH3OCH3), metano (CH4), ácido fórmico (HCOOH),F-, Na+
•2. En cuáles de las siguientes sustancias es muy posible apreciar enlaces por puente de hidrógeno? CH2Cl2, PH3,H2O2, CH3COCH3
•QUÍMICA, Chang Raymond, Novena edición, Pág. 409, 451-459•QUÍMICA, Brown, Décimo primera edición, Pág.437 – 447•http://quimica.laguia2000.com/enlaces-quimicos/polaridad-de-los-enlaces-covalentes
•http://www.ehu.es/biomoleculas/moleculas/fuerzas.htm#fu51
•http://bioquibi.webs.ull.es/temascompletos/InteraccionesNC/inicio.htm
BIBLIOGRAFÍARECOMENDADA
1.EL ESTADO LÍQUIDO
1.1.1. LÍQUIDOSLa teoría cinético molecular de
líquidosFuerzas intermoleculares• Propiedades de los líquidos
1.1.2. AGUA• Generalidades• Composición• Importancia• Formación de la molécula de agua• Propiedades químicas• Hidratos y sustancias higroscópicas
1.1. LÍQUIDOS Y
PROPIEDADES FÍSICO
QUÍMICAS DEL AGUA
![_INTRODUCCIÓN A LOS USOS DE LA RESINA POLIESTER Y OTROS MATERIALES[1]](https://static.fdocuments.ec/doc/165x107/577d38cc1a28ab3a6b98844a/introduccion-a-los-usos-de-la-resina-poliester-y-otros-materiales1.jpg)
