FASES CONDENSADAS Basado en el trabajo del Prof. Víctor Batista

Presentación del tema: "FASES CONDENSADAS Basado en el trabajo del Prof. Víctor Batista"— Transcripción de la presentación:

1 FASES CONDENSADAS Basado en el trabajo del Prof. Víctor Batista
Universidad de Yale

2 Líquidos Las moléculas en las interfases se comportan en forma diferente que en el interior de la muestra. -Las moléculas en la superficie experimentan una fuerza de atracción neta desde el interior. -Esto genera la TENSIÓN SUPERFICIAL: La energía necesaria para romper la superficie.

3 Tensión superficial La TENSIÓN SUPERFICIAL determina la formación de gotas esféricas (la forma con superficie mínima para un volumen dado).

4 H2O Líquidos menisco Fuerzas de adhesión: cóncavo
Las fuerzas intermoleculares determinan el fenómeno de la CAPILARIDAD y la formación de un menisco cóncavo para el agua en un tubo de ensayo menisco cóncavo Fuerzas de adhesión: entre el agua y el vidrio (por los enlaces polares Si-O) H2O Fuerzas de cohesión: entre moléculas de agua

5 Capilaridad Fuerzas de cohesión vs. Fuerza gravitatoria
El ascenso del agua por una tira de papel depende de la formación de puentes de H entre H2O y los grupos OH de la celulosa en el papel El fenómeno de la capilaridad permite explicar diversos fenómenos (ascenso del agua en las plantas, cromatografía, etc)

6 Hg Líquidos menisco Fuerzas de adhesión convexo
Una gran tensión superficial -debida a una mayor fuerza de cohesión entre las moléculas del líquido que de adhesión entre éste y el recipiente- es la causa del menisco convexo de una columna de mercurio en un tubo de vidrio. menisco convexo Fuerzas de adhesión Entre el Hg y el vidrio (por los enlaces polares Si-O) Hg Fuerzas de cohesión Entre átomos de mercurio

7 Viscosidad VISCOSIDAD es una medida de la resistencia de los líquidos a fluir. ¿La viscosidad del glicerol será mayor o menor que la del etanol? Etanol Glicerol La resistencia a fluir es el resultado de varios factores que incluyen interacciones electromagnéticas, tamaño y forma moleculares

8 Sólidos Iónicos y Metálicos
La química del estado sólido es una de las áreas de punta liderando el campo del desarrollo de nuevos materiales To play the movies and simulations included, view the presentation in Slide Show Mode.

9 Tipos de Sólidos Tipo Composición Fuerzas de unión
Iónico NaCl, CaF2, ZnS Ión-ión Metáico Na, Fe Metálico Molecular hielo, I2 Dipolo - dipolo London Covalente Diamante Covalente Grafito Amorfo (microcristalino) Vidrio, polietileno Red covalente. rango de regularidad limitado

10 Redes cristalinas DIAMANTE GRAFITO

11 Redes cristalinas Comparemos el diamante con el silicio

12 Propiedades de los sólidos
1. Moléculas, átomos o iones fijos en una RED CRISTALINA 2. Partículas “empaquetadas” 3. Fuerzas electrostáticas Muy ordenado, rígido, incompresible No hay traslación (sólo vibración y rotación en los nodos de la red cristalina) ZnS: sulfuro de cinc

13 Redes Cristalinas Arreglo regular tridimensional de los nodos de la red Los nodos de la red definen la celda unidad: La más pequeña estructura repetitiva que posee la simetría característica del sólido

14 Celdas unitarias cúbicas
Existen 7 sistemas cristalinos básicos, pero sólo nos ocuparemos del sistema CÚBICO. Todas las aristas iguales Todos los ángulos son de 90 grados

15 Celdas cúbicas en metales
Cúbico simple Cúbico de cuerpo centrado Cúbico de cara centrada 1 átomo/celda unitaria 2 átomos/celda unitaria 4 átomos/celda unitaria

16 Celdas cúbicas en metales

17 Empaquetamiento atómico en celdas unitarias
Asumimos que los cristales son esferas rígidas y que los cristales se construyen mediante el mejor empaquetamiento posible de tales esferas.

18 N° de átomos por celda unitaria
Tipo de celda cúbica N° de átomos en la red Simple Cuerpo centrado Cara centrada 1 2 4

19 Átomos compartidos en caras y esquinas de un cubo
a)En una esquina --> 1/8 átomo dentro de la celda b)En una cara --> ½ átomo dentro de la celda

20 Compuestos iónicos simples
CsCl presenta una red cúbica simple de cationes Cs+ con un anión Cl- en el centro La celda tiene un anión Cl- en exceso. (8 esquinas)(1/8 Cs+ por esquina) = 1 catión Cs+ neto

21 Compuestos iónicos simples
Las sales con fórmula MX pueden tener celdas cúbicas simples, pero no las sales con fórmula MX2 o M2X

22 Dos imágenes para la celda unitaria del CsCl
Cada ordenamiento conduce a 1 Cs+ y 1 Cl- por celda unitaria

23 NaCl Na+ en agujeros octaédricos
Red cúbica centrada de Cl- con Na+ en los huecos

24 La red del NaCl Muchas sales comunes tienen celdas cúbicas de cuerpo centrado de aniones con cationes localizados en AGUJEROS OCTAÉDRICOS , por ej: NaCl • Red Cúbica de Cara Centrada de aniones ---> 4 A- por celda • C+ en agujeros octaédricos ---> 1 C+ + [12 aristas • 1/4 C+ por arista]= 4 C+ por celda

25 NaCl y CsCl Pese a la similitud en sus fórmulas el CsCl y el NaCl forman redes diferentes. Esto se debe al hecho de que el Cs+ tiene un tamaño mucho mayor que el Na+.

26 Diagramas de fases Las líneas conectan puntos de coordenadas T y P donde existe un EQUILIBRIO entre las fases representadas a cada lado de la línea.

27 Equilibrio de fases en el agua
Sólido-líquido Gas-Líquido Gas-Sólido

28 Equilibrio de fases en el agua (puntos importantes)
T(˚C) P(mmHg) De ebullición normal De fusión normal Triple

29 Equilibrio Sólido-Líquido
Si a un sistema le aumentamos la P la DENSIDAD aumenta. Por lo tanto, un aumento en P favorecerá la fase con densidad más alta (o con menor relación V/m). H2O líquida H2O sólida Densidad 1 g/cm g/cm3 V/m

30 Equilibrio Sólido-Líquido
- Aumentar P a T constante hace que el hielo funda -La pendiente negativa de la línea Sólido - Líquido es única para el H2O. Casi todas las demás sustancias presentan una pendiente positiva

31 Equilibrio Sólido-Vapor
A P < 4.58 Torr y T < ˚C, el H2O sólida pasa directamente a vapor. Este proceso es llamado SUBLIMACIÓN En este fenómeno se basa el funcionamiento de los refrigeradores de “frío seco”

32 TRADUCCIÓN Y ADECUACIÓN