10.1: Preludio a Sólidos, Líquidos y Soluciones

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En comparación con los gases, los sólidos y los líquidos tienen estructuras microscópicas en las que las partículas constituyentes están muy juntas. El volumen ocupado por una cantidad dada de un sólido o líquido es mucho menor que el del gas correspondiente. En consecuencia, los sólidos y líquidos se denominan colectivamente fases condensadas. Las propiedades de los sólidos y líquidos dependen mucho más de las fuerzas intermoleculares y de los tamaños y formas atómicos, moleculares o iónicos que las propiedades de los gases.

imágenes microscópicas de esta celosía en NaCl y CO2.
Enrejado cristalino de NaCl	CO ₂ Celosía	Cuarzo	Cristal de galio	Cristal de Bismuto

A pesar de su mayor variación con los cambios en la estructura molecular, algunas propiedades de las fases condensadas son bastante generales. En un sólido, por ejemplo, las partículas microscópicas están dispuestas en una red cristalina regular y repetitiva. Arriba se pueden ver imágenes microscópicas de esta celosía en NaCl y CO ₂. En una escala macroscópica los 3 cristales de la derecha muestran cada uno formas únicas y repetitivas debido a sus celosías microscópicas. Sólo hay un número limitado de diferentes formas en las que se puede formar una celosía de este tipo, por lo que vale la pena dedicar algún tiempo a ver cuáles son, lo que haremos más adelante en el capítulo.

De igual manera, se pueden hacer generalizaciones útiles con respecto a las propiedades de los líquidos y sobre los cambios de fase - cuando un sólido se funde, un líquido se vaporiza, y así sucesivamente.

La fase líquida, donde las partículas microscópicas están muy juntas pero aún pueden pasar unas de otras, proporciona un medio ideal para reacciones químicas. Las moléculas de reactivo pueden moverse una hacia la otra porque no se mantienen en ubicaciones fijas como en un sólido, y son posibles muchas más colisiones entre moléculas porque están mucho más juntas que en un gas. Tales colisiones conducen a la ruptura de algunos enlaces y a la formación de otros nuevos, es decir, a reacciones químicas. Esta intimidad molecular sin rigidez, combinada con la facilidad de manejo de líquidos en el laboratorio, lleva a los químicos a llevar a cabo muchas reacciones en la fase líquida. Por lo general, tales reacciones implican soluciones de reactivos en disolventes líquidos. En consecuencia, también examinaremos algunas propiedades generales de las soluciones.