Objetivos de aprendizaje
- Comprender los conceptos centrales y conectarlos con modelos microscópicos.
- Usar fórmulas y ecuaciones con unidades y condiciones de validez.
- Resolver ejemplos representativos del tema.
- Reconocer errores frecuentes y justificar respuestas con lenguaje químico.
Fuerzas intermoleculares
Las fuerzas intermoleculares son interacciones entre partículas. Son más débiles que enlaces covalentes o iónicos internos, pero determinan propiedades físicas. Las fuerzas de dispersión de London aparecen en todas las partículas y aumentan con masa molar y polarizabilidad. Las dipolo-dipolo aparecen entre moléculas polares. El puente de hidrógeno es una interacción especialmente intensa cuando H está unido a N, O o F.
| Fuerza | Presente en | Efecto típico |
|---|---|---|
| London | Todas las partículas | Aumenta puntos de ebullición con tamaño |
| Dipolo-dipolo | Moléculas polares | Eleva puntos de ebullición |
| Puente H | H-N, H-O, H-F | Propiedades anómalas de agua |
| Ion-dipolo | Iones en solventes polares | Disolución de sales |
Propiedades de líquidos
La viscosidad mide resistencia al flujo; aumenta con fuerzas intermoleculares y puede disminuir al aumentar temperatura. La tensión superficial surge porque las moléculas de la superficie tienen interacciones netas hacia el interior. La capilaridad depende de cohesión entre moléculas y adhesión con superficies.
La presión de vapor mide la tendencia de moléculas a escapar al gas. Líquidos con fuerzas intermoleculares fuertes tienen menor presión de vapor y mayor punto de ebullición.
Cambios de fase y diagramas
En fusión, ebullición y sublimación se vencen interacciones intermoleculares, no se rompen necesariamente enlaces covalentes dentro de moléculas. Por eso evaporar agua no rompe enlaces O-H; separa moléculas de agua entre sí.
Un diagrama de fase muestra qué fase es estable según presión y temperatura. El punto triple indica coexistencia de sólido, líquido y gas; el punto crítico marca el límite superior de distinción líquido-gas.
Tipos de sólidos
Los sólidos moleculares están formados por moléculas unidas por fuerzas intermoleculares; suelen tener puntos de fusión bajos. Los sólidos iónicos son redes de cationes y aniones; son duros, frágiles y de alto punto de fusión. Los sólidos metálicos tienen electrones deslocalizados; conducen electricidad. Los sólidos covalentes de red, como diamante o SiO₂, tienen enlaces covalentes extendidos y son muy resistentes.
Estructura y propiedades de materiales
Las propiedades de un material dependen de partículas, interacciones y orden. Un cristal tiene orden de largo alcance; un sólido amorfo carece de periodicidad extensa. Defectos, impurezas y tamaño de grano modifican dureza, conductividad, fragilidad y transparencia.
Ejemplo
El grafito y el diamante son carbono, pero sus redes son distintas. La estructura explica que el diamante sea duro y el grafito pueda exfoliarse en láminas.
Recursos interactivos
Estados de la materia
Recurso recomendado para visualizar, comprobar o explorar los conceptos de este capítulo.
Abrir recursoCalculas
Usalo para verificar operaciones, unidades, proporciones, despejes y resultados numéricos.
Abrir CalculasAutoevaluación y uso docente
Consignas para estudiar, preparar clase o discutir en grupo.
- Ordenar sustancias por punto de ebullición según fuerzas intermoleculares.
- Distinguir puente de hidrógeno de enlace covalente H-X.
- Leer un diagrama de fase simple.
- Clasificar sólidos por tipo de partícula e interacción.
Para clase
Una secuencia efectiva es partir de una observación macroscópica, proponer un modelo microscópico, formalizar con ecuaciones o representaciones, resolver un ejemplo y cerrar con una pregunta de transferencia.
Fuentes de referencia
- Química, Raymond Chang y Kenneth A. Goldsby, capítulos sobre termoquímica, estructura electrónica, periodicidad, enlace, gases y estados condensados.
- Química: La ciencia central, Brown, LeMay, Bursten y colaboradores, capítulos de termoquímica, enlace químico, geometría molecular y estados de la materia.
- Química General, McMurry y Fay, capítulos sobre energía, estructura electrónica, enlace, líquidos, sólidos y gases.
- Química 2e, OpenStax, unidades de termodinámica química, estructura atómica, enlace, fases y gases.