Teoría corpuscular de la materia. Teoría cinético-molecular. Fundación Roberto Medellín Centro Nacional de Educación Química Teoría corpuscular de la materia. Teoría cinético-molecular. Estructura de los gases, líquidos y sólidos Yolanda Flores Jasso, Laura Ortiz Esquivel, Leonor Pinelo Baqueriza, Clemente Reza García

Concepción continua de la materia No tiene estructura microscópica Continua, estática No tiene espacios vacíos Explica los fenómenos en función de las variables macroscópicas observables: “Los gases no se asientan porque la gravedad no los afecta” “Una sustancia desaparece al disolverse en otra”

Concepción continua de la materia No explica: La presión ejercida por un gas La compresibilidad y difusión de un gas Los cambios graduales de estado Las gráficas de calentamiento La disolución de las sustancias

Concepción corpuscular de la materia La materia tiene estructura microscópica Discreta y dinámica Hay vacío entre sus partículas Explica los fenómenos en función de las fuerzas de interacción entre las partículas Las explicaciones no tienen referente macroscópico observable

Tránsito entre concepciones No se trata de considerar la mínima porción de materia continua para llegar a la estructura microscópica …los átomos de cloro son amarillos” …al calentarse, las partículas se expanden” …las moléculas de alcohol tienen olor” …entre las moléculas de agua hay aire”

Teoría cinético-molecular Toda la materia está constituida por distintos tipos de partículas, no perceptibles a simple vista Entre las partículas existe vacío Cada tipo de partícula tiene una masa, tamaño y forma propios Las partículas se encuentran en movimiento continuo de vibración y/o traslación

Observación e interacción con materiales. Sólidos: Ladrillos, madera, metal pulido, piedra, espejo, vidrio, corcho, arroz, esponja, harina, lana, detergente en polvo, barro, azúcar, sal, masa, plastilina, arena, talco, cera, etc. Líquidos: Leche, agua, aceite, jugos, vinagre, alcohol, miel, detergente líquido, shampoo... Gases: aire, sprays, balones, globos, abanicos.

Experimentos con jeringas Actividad Experimentos con jeringas Estado Compresibilidad V vs. T Sólido Líquido Gas

Características observables de la Materia Estado Forma Volumen Rigidez, Fluidez Compresibilidad Sólido Definida Definido Rígido Muy baja Líquido Adopta la forma del recipiente Fluido Gas Indefinido; llena todo el espacio disponible Muy alta

La TC-M en los sólidos Las partículas están muy próximas, casi adyacentes Las partículas están ordenadas Las partículas vibran en vez de moverse

SÓLIDOS HECHOS INTERPRETACIONES Tienen una forma definida Las moléculas están ordenadas y no se desplazan una sobre otras (únicamente vibran) Con frecuencia forman redes regulares (cristales) Las moléculas se atraen y permanecen ordenadas de una manera muy exacta, que se repite millones de veces formando un cristal macroscópico Se necesita energía para fundirlos Existen importantes fuerzas de atracción entre sus moléculas Se dilatan cuando se calientan Sus moléculas se separan debido al aumento de la amplitud de su movimiento vibratorio Calientes y dilatados no pesan más que fríos, simplemente ocupan más espacio No es el número de moléculas lo que ha aumentado, sino las distancias medias entre ellas

La TC-M en los líquidos Las partículas están menos separadas que en los gases Las partículas están menos desordenadas que en los gases Las partículas se mueven con menor velocidad que en los gases

Actividad Dispersión de un colorante en agua Sistema Predicción-Observación Agua fría Agua fría con agitación Agua caliente

Fuerzas de Interacción

LÍQUIDOS HECHOS INTERPRETACIONES Tienen volumen fijo Las moléculas están juntas porque las fuerzas de atracción entre ellas, aunque débiles, no permiten que se separen No tienen forma definida y se vierten con facilidad Las moléculas no están ordenadas de forma regular y pueden desplazarse unas sobre otras Se difunden Las moléculas pueden desplazarse y mezclarse con las de otras sustancias

La TC-M en los gases Las partículas se encuentran a una separación mucho mayor respecto a su propio tamaño El movimiento continuo de las partículas es rápido y aleatorio La energía cinética promedio de las partículas es proporcional a la T Las partículas chocan unas con otras y con las paredes del recipiente, sin pérdida de energía (choques elásticos)

Simulación del movimiento de las partículas de un gas Actividad Simulación del movimiento de las partículas de un gas T Movimiento Difusión Difusión/ membrana Efusión Baja Alta

Relación Temperatura-Presión

Número de partículas-Presión Relación Número de partículas-Presión Relación Volumen-presión

Velocidad de efusión Distribución de energía

GASES HECHOS INTERPRETACIONES Son bastante más ligeros que un volumen equivalente de sólido o de líquido Las moléculas están muy separadas No tienen forma ni volumen determinados Las moléculas se mueven libremente y las interacciones (fuerzas de atracción) entre ellas son débiles (casi nulas) Pueden ser comprimidos fácilmente Las moléculas pueden acercarse de forma considerable Ejercen presión La velocidad de las moléculas es elevada, produciéndose choques entre ellas mismas y con las paredes del recipiente

Actividad Botella con globo