Estados de la materia 1 Profesor Jorge Garcia Química General e Inorgánica UNNOBA.

Estados de la materia 1

Estados de la Estados de la materiamateria

Profesor Jorge GarciaProfesor Jorge GarciaQuímica General e InorgánicaQuímica General e Inorgánica

UNNOBAUNNOBA

2Estados de la materia

Estados de la materiaEstados de la materia

SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO

Poco desorden

Moléculas en contacto

Moderado desorden

Moléculas en contacto

Gran desorden

Moléculas sin contacto


Comparación de los Comparación de los estadosestadosPropiedadPropiedad Sólido Sólido Líquido Líquido gasgas

DensidadDensidad AltaAlta AltaAlta BajaBaja

Expansión Expansión térmicatérmica PequeñaPequeña PequeñaPequeña AltaAlta

CohesiónCohesión GrandeGrande PequeñaPequeña nulanula

Tensión Tensión superficialsuperficial

Muy Muy grandegrande IntermediaIntermedia nulanula

ViscosidadViscosidad Muy Muy grandegrande MediaMedia PequeñaPequeña

E. Cinética E. Cinética molecularmolecular BajaBaja MediaMedia Muy altaMuy alta


Agua Líquida e HieloAgua Líquida e Hielo

HIELOAGUA LÍQUIDA


SÓLIDOSSÓLIDOS

Sólidos cristalinosSólidos cristalinos

Tienen rigidez y Tienen rigidez y órden de largo órden de largo alcance. alcance.

Sólidos amorfosSólidos amorfos

Carecen de Carecen de distribución distribución regular de sus regular de sus átomos.átomos.


Sólidos CristalinosSólidos Cristalinos Sus átomos, iones o Sus átomos, iones o

moléculas ocupan moléculas ocupan posiciones específicas. posiciones específicas. Punto Reticular.Punto Reticular.

El orden geométrico El orden geométrico de estos puntos se de estos puntos se llama llama Estructura Estructura CristalinaCristalina

La unidad básica La unidad básica repetitiva de la repetitiva de la disposición de átomos disposición de átomos o moléculas se llama o moléculas se llama Celda Unitaria.Celda Unitaria.


Tipos de redes cristalinasTipos de redes cristalinas


Tipos de cristalesTipos de cristales Cristal IónicoCristal Iónico: :

Unidades en los Unidades en los puntos reticulares: puntos reticulares: iones.iones.

Fuerzas de atracción: Fuerzas de atracción: electrostáticaselectrostáticas

Propiedades: Propiedades: duros, duros, quebradizos, altos quebradizos, altos puntos de fusiónpuntos de fusión

Ejemplos: Ejemplos: NaCl, LiF, NaCl, LiF, KK22O.O.


Tipos de cristalesTipos de cristales Cristal CovalenteCristal Covalente: :

Unidades en los Unidades en los puntos reticulares: puntos reticulares: átomos.átomos.

Fuerzas de atracción: Fuerzas de atracción: unión covalenteunión covalente

Propiedades: Propiedades: duros, duros, altos puntos de fusiónaltos puntos de fusión

Ejemplos: Ejemplos: Diamante, Diamante, SiOSiO22


Tipos de cristalesTipos de cristales Cristal MolecularCristal Molecular: :

Unidades en los puntos Unidades en los puntos reticulares: reticulares: moléculas.moléculas.

Fuerzas de atracción: Fuerzas de atracción: London, interdipolos, London, interdipolos, puente de hidrógenopuente de hidrógeno

Propiedades: Propiedades: suaves, suaves, bajos puntos de fusiónbajos puntos de fusión

Ejemplos: Ejemplos: hielo, Ar, Ihielo, Ar, I2, 2,


Tipos de cristalesTipos de cristales

Cristal MetálicoCristal Metálico: : Unidades en los Unidades en los puntos reticulares: puntos reticulares: átomos.átomos.

Fuerzas de atracción: Fuerzas de atracción: Unión metálicaUnión metálica

Propiedades: Propiedades: suaves suaves o duros, buenos o duros, buenos conductores de la conductores de la electricidad.electricidad.

Ejemplos: Ejemplos: Mg, Fe, NiMg, Fe, Ni


GasesGases

Los gases son más simples que Los gases son más simples que líquidos y sólidos, debido a que sus líquidos y sólidos, debido a que sus moléculas no interactúan entre sí. moléculas no interactúan entre sí.

Responden a leyes descriptas en Responden a leyes descriptas en forma experimental durante el s XVII forma experimental durante el s XVII y permitieron el establecimiento de y permitieron el establecimiento de la teoría atómico molecular.la teoría atómico molecular.


Las leyes de los gasesLas leyes de los gases Ley de Boyle Mariotte: Trabajando a T constante la P que Ley de Boyle Mariotte: Trabajando a T constante la P que

ejerce una masa gaseosa es inversamente proporcional al ejerce una masa gaseosa es inversamente proporcional al V ocupado.V ocupado.

P . V = KP . V = KTT Leyes de Charles Gay Lussac: Leyes de Charles Gay Lussac:

Trabajando a P constante, el V de una masa es Trabajando a P constante, el V de una masa es directamente proporcional a su Temperatura Absoluta.directamente proporcional a su Temperatura Absoluta.

V/T = KpV/T = Kp Trabajando a V constante, la P de una masa gaseosa es Trabajando a V constante, la P de una masa gaseosa es

directamente proporcional a su temperatura absoluta.directamente proporcional a su temperatura absoluta.P/T = KvP/T = Kv

Ley de Avogadro: En iguales condiciones de P y T, el Ley de Avogadro: En iguales condiciones de P y T, el Volumen de un gas es proporcional al número de Volumen de un gas es proporcional al número de moléculas.moléculas.

V = K . nV = K . n


Ecuación general del estado Ecuación general del estado gaseosogaseoso

Partiendo de las leyes anteriores donde Partiendo de las leyes anteriores donde el V es directamente proporcional al el V es directamente proporcional al número de moles del gas (Avogadro), a número de moles del gas (Avogadro), a la temperatura absoluta (Charles Gay la temperatura absoluta (Charles Gay Lussac) e inversamente proporcional a Lussac) e inversamente proporcional a la P (Boyle Mariotte) surge:la P (Boyle Mariotte) surge:

P. V = nRTP. V = nRT

R= constante de los gases = 0,082 R= constante de los gases = 0,082 L.Atm/K/molL.Atm/K/mol


Ley de Dalton de las Ley de Dalton de las presiones parcialespresiones parciales

En una mezcla gaseosa, cada uno de En una mezcla gaseosa, cada uno de los gases se comporta como si los gases se comporta como si estuviera sólo ocupando todo el estuviera sólo ocupando todo el volumen del recipiente. La presión volumen del recipiente. La presión total ejercida por la mezcla gaseosa total ejercida por la mezcla gaseosa es la suma de las presiones parciales es la suma de las presiones parciales de c/u de los gases.de c/u de los gases.

PPi i = n= nii R. T/V R. T/V

PPi i = X= Xii . P . Ptt


Teoría cinético molecular Teoría cinético molecular de los gasesde los gases

Desarrollada por Maxwell y BoltzmanDesarrollada por Maxwell y Boltzman Parte de considerar el comportamiento Parte de considerar el comportamiento

macroscópico del gas a partir del macroscópico del gas a partir del comportamiento molecular.comportamiento molecular. Un gas está compuesto de un gran número de Un gas está compuesto de un gran número de

partículas pequeñas (moléculas) de tamaño partículas pequeñas (moléculas) de tamaño despreciable frente al volumen total del gas.despreciable frente al volumen total del gas.

Las moléculas se mueven en movimiento Las moléculas se mueven en movimiento aleatorio, rectilíneo y rápido con choques aleatorio, rectilíneo y rápido con choques elásticos entre sí y con la pared del recipienteelásticos entre sí y con la pared del recipiente

La energía cinética promedio de todas las La energía cinética promedio de todas las moléculas es proporcional a la temperatura moléculas es proporcional a la temperatura absoluta. absoluta.


Distribución de energía Distribución de energía cinéticacinética

A medida que la Temperatura aumenta, aumenta la fracción de moléculas con alta energía cinética.


Difusión y efusiónDifusión y efusión Difusión: Fenómeno por el cual las Difusión: Fenómeno por el cual las

moléculas de un gas se mezclan con las moléculas de un gas se mezclan con las de otro. Es un fenómeno gradual, que se de otro. Es un fenómeno gradual, que se debe al movimiento aleatorio de las debe al movimiento aleatorio de las moléculas.moléculas.

Efusión: Fenómeno por el cual las Efusión: Fenómeno por el cual las moléculas de un gas bajo presión escapa moléculas de un gas bajo presión escapa por orificios pequeños en la pared del por orificios pequeños en la pared del recipiente. recipiente.

Ley de Graham de la difusión y efusión:Ley de Graham de la difusión y efusión:v1/v2 = v1/v2 = √√Mr2Mr2 /√ /√ Mr1Mr1


Explicación de las leyes de Explicación de las leyes de los gaseslos gases

Ley de Boyle: (P.V=k) Al disminuir el V, aumenta el Ley de Boyle: (P.V=k) Al disminuir el V, aumenta el número de choques de moléculas contra la pared (i.e la número de choques de moléculas contra la pared (i.e la presión), porque hay más moléculas en menos espacio. presión), porque hay más moléculas en menos espacio.

Ley de Charles: (P=kT y V=kT) Al aumentar la T, Ley de Charles: (P=kT y V=kT) Al aumentar la T, aumenta la Ec (i.e. la velocidad) de las moléculas y por aumenta la Ec (i.e. la velocidad) de las moléculas y por lo tanto el número de moléculas que chocan contra la lo tanto el número de moléculas que chocan contra la pared (p) o el volumen aumenta si se pretende pared (p) o el volumen aumenta si se pretende balancear contra una presión externa constante.balancear contra una presión externa constante.

Ley de Avogadro: (V=kn) Al aumentar el número de Ley de Avogadro: (V=kn) Al aumentar el número de moléculas, para mantener el número de choques moléculas, para mantener el número de choques constante, el gas debe expandirse.constante, el gas debe expandirse.

Ley de Dalton: Si las moléculas no se atraen ni se Ley de Dalton: Si las moléculas no se atraen ni se repelen, la Presión que ejerce c/u no debe ser repelen, la Presión que ejerce c/u no debe ser influenciada por el otro.influenciada por el otro.


Desviaciones del Desviaciones del comportamiento idealcomportamiento ideal


Equilibrio líquido-gasEquilibrio líquido-gasA cualquier T, hay moléculas con suficiente energía cinética para escapar de la fase líquida y pasar a fase gaseosa.

PRESION DE VAPOR: Presión que ejerce un vapor en equilibrio con el líquido.


Un líquido entra en Un líquido entra en ebullición cuando su ebullición cuando su

presión de vapor iguala la presión de vapor iguala la presión atmosférica.presión atmosférica.


Diagrama de fasesDiagrama de fasesExiste una temperatura llamada crítica, por encima de la cual un gas no puede licuarse por compresión.

Por encima de dicha temperatura y presión, no se diferencian el estado líquido y gaseoso: fluído supercrítico.


Diagrama de fases para Diagrama de fases para el aguael agua

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