Tres estados de la Materia Sólido Líquido Gas

FUERZAS INTERMOLECULARES Fuerzas atractivas entre átomos y moléculas

Fuerzas intramoleculares Dentro de las moléculas: enlaces químicos Influencian las propiedades químicas Fuerzas intermoleculares Entre moléculas Influencian las propiedades físicas

Fzas. intramoleculares >> Fzas. intermoleculares

Fzas. intramoleculares >> Fzas. intermoleculares distancias intramoleculares < distancias intermoleculares 2 radios covalentes 2 radios Van der Waals

Energía cinética >> Fuerzas intermoleculares GAS Energía cinética << Fuerzas intermoleculares SÓLIDO Energía cinética ≈ Fuerzas intermoleculares LÍQUIDO VOLUMEN Y FORMA PROPIA CASI INCOMPRESIBLES CASI NINGUNA FLUIDEZ BAJISIMA DIFUSION Sólido Líquido Gas VOLUMEN PROPIO FORMA DEL RECIPIENTE MUY BAJA COMPRESIBILIDAD MODERADA FLUIDEZ MODERADA DIFUSION VOLUMEN DEL RECIPIENTE FORMA DEL RECIPIENTE ALTA COMPRESIBILIDAD ALTA FLUIDEZ ALTA DIFUSION

Tipos de Fuerzas Intermoleculares Fuerzas Dipolo-Dipolo Fuerzas de London Puentes de Hidrógeno No cambian la identidad química Incluyen fuerzas repulsivas Fuerzas de Van der Waals

Fuerzas Dipolo-Dipolo

Se incrementan con el momento dipolar

Hay fuerzas de atracción y también de repulsión Las fuerzas son del orden de 5 a 20 kJ/mol (las energías cinéticas a 25oC son del orden de 4 kJ/mol) por lo que las sustancias que las tienen son sólidos o líquidos a temperatura ambiente Hay fuerzas de atracción y también de repulsión

Fuerzas de dispersión de London En moléculas no polares, en promedio, la distribución de la nube electrónica es homogénea pero debido a que los electrones están en continuo movimiento, se produce una distribución asimétrica de cargas y resulta en un dipolo instantáneo. Los dipolos instantáneos inducen dipolos en moléculas vecinas (dipolo inducido) generando las fuerzas de dispersión (dipolo instántaneo-dipolo inducido)

Extensión en la que una nube electrónica puede Polarizabilidad Extensión en la que una nube electrónica puede ser distorsionada por una carga externa Polarización El proceso de inducir un dipolo en una molécula

Hay fuerzas de dispersión en todas las moléculas (incluyendo las polares) En general mayor número de electrones favorece la atracción intermolecular Cuánto mayor es el área de contacto, mayores son las fuerzas de London. Para moléculas grandes, las fuerzas de dispersión pueden superar las interacciones dipolo-dipolo

Puentes de Hidrógeno Aparecen cuando el hidrógeno está unido a átomos: muy electronegativos pequeños con pares de electrones libres Esencialmente se forman enlaces fuertes con N, O y F

Energías comparativas 5-35 kJ/mol débil Hasta 45 kJ/mol 25 kJ/mol 5 kJ/mol 15-20 kJ/mol

Efecto del puente de hidrógeno en el punto de ebullición Intensidad y número de enlaces

Estructura secundaria de las proteínas

Estructura de doble hélice del ADN

Tipo de Fuerza Energía (kJ/mol) Enlace iónico 300-600 Enlace covalente 200-400 Puente de Hidrógeno 20-40 Dipolo-Dipolo 1-5 Fuerzas de London 0,05-2

En general, los puentes de hidrógeno son más fuertes que las dipolo-dipolo y éstas que las de London (sólo válido para moléculas de tamaño similar y semejante número de electrones) N2 (PE:-195oC) y O2 (PE:-183oC) N2 (PE:-195oC) y CO (PE:-190oC) CH3Cl (PF:-98oC), CCl4 (PF:-23oC), H2O(PF: 0oC) y NaCl (PF: 801oC)

P.V = 1 (para 1 mol) R.T Preal.V ≠ 1 R.T Preal.V = Z R.T

El volumen molar de gases como He, H2 y Ne son mayores a 22,414 lts (22,420-22,430 lts) mientras que los de Ar, N2, O2 y NH3 son menores (22,070-22,397 lts)

P.V = n.R.T (P + a.n2/V2). (V – n.b) = n.R.T (P + a/V2). (V – b) = R.T P muy bajas P.V = n.R.T

CO2 Pideal = 60,6 atm Preal = 44,8 atm PVW = 45,9 atm

Presiones moderadas (P + a/V2). (V) ≈ R.T P.V + a/V ≈ R.T P.V/R.T ≈ 1 – a/V.R.T

Z P a T

Presiones muy altas P.(V – b) ≈ R.T P.V – P.b ≈ R.T P.V/R.T ≈ 1 + P.b/R.T

T Z P b