El documento describe las propiedades del estado líquido y las fuerzas intermoleculares que mantienen unidas las moléculas en los diferentes estados de la materia. Explica que en los líquidos, las moléculas se mantienen unidas por fuerzas de atracción como las fuerzas de van der Waals, lo que les da propiedades como una densidad alta y la habilidad de fluir. También discute conceptos como la tensión superficial, la viscosidad y las propiedades especiales del agua.

1. EL ESTADO LÍQUIDO
Definición - Propiedades
 Dipolo,
 Presión de vapor,
 Punto de Ebullición,
 Punto de Congelación,
 Sublimación,
 Densidad,
 Tensión superficial,
 Viscosidad 1

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FUERZAS INTERMOLECULARES E
INTRAMOLUCULARES

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FUERZAS INTERMOLECULARES
Según pasamos de gases a sólidos, la distancia entre las partículas
disminuye y esto trae consigo que empecemos a constatar la existencia
fuerzas de atracción y/o repulsión entre ellas: fuerzas intermoleculares
En un gas las distancias intermolec. son muy grandes, lo que los hace muy
comprimibles y tienen gran libertad de movimiento (incluso usamos como
modelo al gas ideal, en que las partículas no interaccionan entre sí).
En un sólido las moléculas ocupan una posición rígida y casi no tienen
libertad para moverse. Mantienen un orden de largo alcance
En un líquido las moléculas se mantienen unidas por fuerzas de atracción,
lo que los hace mucho más densos, poco comprimibles, tienen un volumen
bien definido, pueden fluir y adoptar la forma del recipiente que los
contiene.
Una sustancia podría presentar más de una fase en equilibrio, por
ejemplo, sólido y líquido (hielo y agua líquida). Entendiendo por fase
aquella región del espacio, con límites bien definidos, donde las
propiedades químicas y físicas son constantes.

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Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas
intramoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente).
FUERZAS INTERMOLECULARES

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estado de
la materia
volumen/forma densidad compresibilidad mov. molec.
Gas adopta volumen y
forma del
recipiente que lo
contiene
baja mucho muy libre
Líquido tiene volumen
definido, pero
adopta forma del
recipiente que lo
contiene
alta poco se deslizan
entre sí
libremente
Sólido tiene volumen y
forma definidos
alta incompresibles
(casi)
vibran en
torno a una
posición fija

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FUERZAS INTERMOLECULARES
fuerzas van der Waals:
dipolo-dipolo
dipolo-dipolo inducido
fzas. de dispersión
Nota: Las fzas. intramoleculares (enlaces entre los átomos que conforman una
molécula) Son más fuertes que las intermoleculares
las fzas. electrostáticas ion-dipolo y los enlaces
de H, se tratarán aparte
Estas fuerzas son responsables de mantener
unidas las moléculas. De ellas dependen las
propiedades macroscópicas de la materia (por
ejemplo, pt. de ebullición y fusión).

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Fza. Dipolo-Dipolo
Se producen solamente en moléculas polares, es decir entre
moléculas con dipolos permanentes. Su origen es electrostático,
por lo tanto se pueden entender en términos de la ley de Coulomb.

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Fza. Ion-Dipolo
También obedece a la ley de
coulomb.
La hidratación es un ejemplo de ello.
El NaCl se disuelve en agua . Cada
ion Na+ (o Cl-) se rodea de moléculas
de agua (dipolo). El CCl4 no es un
dipolo, luego no produce esta
interacción.

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Fzas. de Dispersión
dipolo inducido: la separación de cargas se debe a la
proximidad de una molécula polar
interacción dipolo-
dipolo inducido
+
interacción ion-dipolo inducido

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dipolo instantáneo
El movimiento aleatorio de los e dentro de un átomo puede
provocar dipolos que duran un instante, pero lo suficiente
como para inducir dipolos en las moléculas vecinas.
Estas débiles uniones son responsables de la condensación
de gases no polares
Estas fuerzas de dispersión aumentan con la masa molar,
pues al ser más grande, aumenta el número de e y la
capacidad de ser polarizada la molécula.

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Al comparar CCl4 (Pf=-23ºC) con CH3F (Pf=-141.8ºC),
sorprende ver que el CCl4 funde a mayor T, es decir la unión
entre sus moléculas es mayor que en el CH3F.
CCl4 tiene sólo uniones tipo dispersión, CH3F tiene
dispersión y dipolo-dipolo, pero el primero tiene más e, lo
que hace que la fuerza de dispersión sea grande
Nota: toda molécula puede tener fuerzas de dispersión, ya
sea neutra, iónica, polar, etc. Estas fuerzas son generadas
por los dipolos temporales inducidos en los átomos o
moléculas

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Enlace de H

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El H2O tiene el mayor Peb, a pesar de ser el más liviana.
El H2O puede formar puentes de H, lo que hace que
cada molécula se asocie a otra. El metanol, tiene sólo un
H para puentear y la acetona no forma puentes de H.
Te=56ºC
Te=65ºC
Te=100ºC

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EL ESTADO LÍQUIDO
Tensión Superficial
Es la cantidad de
energía necesaria
para estirar o
aumentar la superficie
de un líquido por
unidad de área.
La tensión superficial se
debe a que las fuerzas
que afectan a cada
molécula son diferentes
en el interior del líquido y
en la superficie.

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1) Porqué las gotas de un líquido son esféricas?
2) ¿Cómo explicamos el fenómeno de tensión interfacial en dos líquidos
inmicibles ?
3) Sean dos sistemas agua-hexano y agua-hexanol. ¿Cómo influye la presencia
del grupo polar de la segunda fase sobre el valor de la tensión interfacial ?
La superficie de un líquido sufre una contracción por la tensión superficial,
provocando una menor superficie. En pequeñas cantidades las gotas de un líquido
y las burbujas de un gas, presentan este mismo fenómeno y tienden a adoptar la
forma esférica.
Aquí cada fase tiende a contraerse como resultado de un desbalance de
fuerzas que sufren las moléculas que se encuentran en la interfase. La tensión
interfacial actúa como una fuerza que se opone al aumento de la interfase entre
los dos líquidos.
La separación de las dos fases depende de la naturaleza química de la segunda
fase. En términos de polaridad, el sistema agua-hexanol tiene un grupo alcohol
que le da la polaridad pudiendo introducirse en la fase acuosa evitando
parcialmente la separación de las fases y disminuyendo la tensión interfacial.

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Capilaridad:
Es una consecuencia de la tensión superficial.
Como se ve en cada molécula de solvente
coexisten tres fuerzas:
 gravedad,
 cohesión (atracción con otras moléc) y
 adhesión (atracción entre la molécula y la
superficie sólida)

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Capilaridad:
Es una consecuencia de la tensión superficial.
Como se ve en cada molécula de solvente coexisten
tres fuerzas: gravedad, cohesión (atracción con
otras moléc) y adhesión (atracción entre la
molécula y la superficie sólida)
•El líquido moja (agua en un recipiente de vidrio). Las fuerzas de adherencia son
mucho mayores que las de cohesión. La resultante de las fuerzas que actúan sobre
las moléculas próximas a la pared, está dirigida hacia el interior de la pared, por lo
que la forma de la superficie del líquido es cóncava. (menisco cóncavo).
•El líquido no moja (mercurio en un recipiente de vidrio). Las fuerzas de cohesión
son mayores que las de adherencia. La resultante de las fuerzas, está dirigida
hacia el interior del líquido, por lo que la forma del la superficie del líquido será
convexa (menisco convexo).

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VISCOSIDAD
Es una medida de la resistencia de los líquidos
a fluir. Aquellos líquidos con mayor fuerza
intermolecular, tienen mayor viscosidad.

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viscosímetro de Oswald
viscosímetros rotacionales

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VISCOSIDAD
Es una medida de la resistencia de los líquidos a fluir. Aquellos líquidos
con mayor fuerza intermolecular, tienen mayor viscosidad.
OH
H2C
HC OH
H2C OH
La glicerina forma puentes de H, y por su forma, es más fácil que se enrede
con otra molécula a que fluya libremente.
Líquido viscosidad [N s/m2]
H2O 1.01·10-3
Hg 1.55 ·10-3
glicerina 1.49

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ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA
Su polaridad la hace un disolvente muy
bueno para muchos compuestos iónicos
y otras sustancias con las que forma
puentes de H.
Además tiene un gran calor específico
lo que la convierte en un moderador de
T eficaz (debido a que para romper sus
fuerzas intermoleculares se debe dar
mucho calor). Explican por qué usamos
agua en los sistemas de refrigeración o
por qué el clima junto al mar es
templado

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ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA
Su polaridad la hace un disolvente muy bueno para muchos compuestos
iónicos y otras sustancias con las que forma puentes de H.
Además tiene un gran calor específico lo
que la convierte en un moderador de T
eficaz (debido a que para romper sus
fuerzas intermoleculares se debe dar
mucho calor). Explican por qué usamos
agua en los sistemas de refrigeración o
por qué el clima junto al mar es templado.
La densidad del agua merece atención.
Cada O queda unido a dos H por enlaces
covalentes y a otros dos por puente de H
(gracias a sus pares de e libres), dando
lugar así a un tetraedro. Esta estructura
tridimensional es propia del agua, ni el NH3
o HF lo logran (aunque formen puentes de
H y originen cadenas y anillos). Al romperse
el orden (fundir) las moléculas se pueden
acercar más (más denso) quedando
atrapadas entre las cavidades de la
estructura tridimensional

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Bajo 0ºC hay un orden tridimensional.
De 0 a 4 ºC las moléculas empiezan a
romper sus enlaces y a quedar
atrapadas en la estructura
tridimensional, aumenta la densidad.
Sobre 4ºC la expansión es normal.

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Cambio de Fase*
* Una fase es una región de uniformidad del sistema. Su
composición química y propiedades físicas son uniformes
(Castellan, Físicoquímica, 6º ed. 1987)
Son las transformaciones de una fase a otra, cuando
agregamos o quitamos energía (calor). Estos cambios
afectan el orden molecular (sostenido por fuerzas
intermoleculares), pero no afectan los enlaces dentro de
cada molécula.
condensación
vaporización
gas
líquido
sólido
T
congelación