10: Líquidos y Sólidos
Las grandes distancias entre átomos y moléculas en una fase gaseosa, y la ausencia correspondiente de interacciones significativas entre ellos, permiten descripciones simples de muchas propiedades físicas que son las mismas para todos los gases, independientemente de sus identidades químicas. Como se describe en el módulo final del capítulo sobre los gases, esta situación cambia a altas presiones y bajas temperaturas, condiciones que permiten que los átomos y las moléculas interactúen más. En los estados de líquido y sólido, estas interacciones tienen una fuerza considerable y juegan un papel importante en la determinación de una serie de propiedades físicas que dependen de la identidad química de la sustancia. En este capítulo, se examinará la naturaleza de estas interacciones y sus efectos sobre diversas propiedades físicas de las fases líquida y sólida.
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- 10.0: Preludio a los líquidos y los sólidos
- En los estados líquido y sólido, estas interacciones tienen una fuerza considerable y juegan un papel importante en la determinación de una serie de propiedades físicas que dependen de la identidad química de la sustancia. En este capítulo, se examinará la naturaleza de estas interacciones y sus efectos sobre diversas propiedades físicas de las fases líquida y sólida.
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- 10.1: Las fuerzas intermoleculares
- Las propiedades físicas de la materia condensada (líquidos y sólidos) se pueden explicar en términos de la teoría cinética molecular. En un líquido, las fuerzas de atracción intermoleculares mantienen a las moléculas en contacto, aunque todavía tienen suficiente energía cinética para pasar una a la otra. Las fuerzas de atracción intermoleculares, llamadas colectivamente las fuerzas de van der Waals, son responsables del comportamiento de líquidos y sólidos y son de naturaleza electrostática.
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- 10.2: Propiedades de los líquidos
- Las fuerzas intermoleculares entre moléculas en el estado líquido varían según sus identidades químicas y nos dan varias propiedades físicas. Las fuerzas cohesivas entre moléculas similares son responsables para la viscosidad (resistencia al flujo) y la tensión superficial. Las fuerzas adhesivas entre moléculas de un líquido y las diferentes moléculas que componen una superficie en contacto con el líquido son responsables para la humectación de la superficie y el aumento de los capilares.
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- 10.3: Transiciones de fase
- Las transiciones de fase son procesos que convierten el estado físico de la materia. Hay seis transiciones de fase entre las tres fases de la materia. La fusión, vaporización y sublimación son procesos endotérmicos que requieren una entrada de calor para superar las atracciones intermoleculares. Las transiciones recíprocas de la congelación, condensación y deposición son procesos exotérmicos, que involucran calor a medida que se establecen o fortalecen las fuerzas de atracción intermoleculares.
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- 10.4: Los diagramas de fase
- Las condiciones de temperatura y presión a las que existe una sustancia en estado sólido, líquido y gaseoso se resumen en un diagrama de fase. Los diagramas de fase son gráficos combinados de tres curvas de equilibrio presión-temperatura: sólido-líquido, líquido-gas y sólido-gas. Estas curvas representan las relaciones entre las temperaturas y las presiones de transición de fase. La intersección de las tres curvas representa el punto triple de la sustancia en el que coexisten las tres fases.
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- 10.5: El estado sólido de la materia
- Algunas sustancias forman sólidos cristalinos que consisten en partículas en una estructura muy organizada; otros forman sólidos amorfos (no cristalinos) con una estructura interna que no está ordenada. Los tipos principales de sólidos cristalinos son sólidos iónicos, sólidos metálicos, sólidos de red covalente y sólidos moleculares. Las propiedades de los sólidos cristalinos se deben a los tipos de partículas en las que consisten, la disposición de las partículas y la fuerza de las atracciones.
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- 10.6: Estructuras de celosía en sólidos cristalinos
- Las estructuras de los metales cristalinos y los compuestos iónicos simples se pueden describir en términos de empaquetamiento de esferas. Los átomos metálicos se pueden empaquetar en estructuras hexagonales más compactas, estructuras cúbicas más compactas, estructuras centradas en el cuerpo y estructuras cúbicas simples. Comúnmente, los aniones en estructuras iónicas simples adoptan una de estas estructuras, y los cationes ocupan los espacios restantes entre los aniones.
Contribuyentes
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Paul Flowers (Universidad de Carolina del Norte - Pembroke), Klaus Theopold (Universidad de Delaware) y Richard Langley (Stephen F. Austin Universidad del Estado) con autores contribuyentes. Contenido del libro de texto producido por la Universidad de OpenStax tiene licencia de Atribución de Creative Commons Licencia 4.0 licencia. Descarge gratis en http://cnx.org/contents/85abf193-2bd...a7ac8df6@9.110) ."
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Ana Martinez ( amartinez02@saintmarys.edu ) contribuyó a la traducción de este texto.