10: Líquidos y Sólidos

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Las grandes distancias entre átomos y moléculas en fase gaseosa, y la correspondiente ausencia de interacciones significativas entre ellos, permiten descripciones simples de muchas propiedades físicas que son iguales para todos los gases, independientemente de sus identidades químicas. Como se describe en el módulo final del capítulo sobre gases, esta situación cambia a altas presiones y bajas temperaturas, condiciones que permiten que los átomos y las moléculas interactúen en mayor medida. En los estados líquido y sólido, estas interacciones son de considerable fuerza y juegan un papel importante en la determinación de una serie de propiedades físicas que sí 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 fases líquidas y sólidas.

10.0: Preludio a Líquidos y Sólidos
En los estados líquido y sólido, estas interacciones son de considerable fuerza y juegan un papel importante en la determinación de una serie de propiedades físicas que sí 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 fases líquidas y sólidas.
10.1: Fuerzas intermoleculares
Las propiedades físicas de la materia condensada (líquidos y sólidos) pueden explicarse en términos de la teoría molecular cinética. En un líquido, las fuerzas de atracción intermoleculares mantienen a las moléculas en contacto, aunque todavía tienen suficiente energía cinética para pasar unas de otras. Las fuerzas de atracción intermoleculares, denominadas colectivamente fuerzas de van der Waals, son responsables del comportamiento de líquidos y sólidos y son de naturaleza electrostática.
10.2: Propiedades de los Líquidos
Las fuerzas intermoleculares entre moléculas en estado líquido varían dependiendo de sus identidades químicas y dan como resultado variaciones correspondientes en diversas propiedades físicas. Las fuerzas cohesivas entre moléculas similares son responsables de la viscosidad de un líquido (resistencia al flujo) y la tensión superficial. Las fuerzas adhesivas entre las moléculas de un líquido y diferentes moléculas que componen una superficie en contacto con el líquido son responsables de la humectación de la superficie y el aumento capilar.
10.3: Transiciones de fase
Las transiciones de fase son procesos que convierten la materia de un estado físico a otro. 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 congelación, condensación y deposición son todos procesos exotérmicos, que involucran calor a medida que se establecen o fortalecen las fuerzas de atracción intermoleculares.
10.4: Diagramas de fases
Las condiciones de temperatura y presión en las que existe una sustancia en estado sólido, líquido y gaseoso se resumen en un diagrama de fases para esa sustancia. 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 de transición de fase y las presiones. La intersección de las tres curvas representa el punto triple de la sustancia en el que coexisten las tres fases.
10.5: El estado sólido de la materia
Algunas sustancias forman sólidos cristalinos consistentes en partículas en una estructura muy organizada; otras forman sólidos amorfos (no cristalinos) con una estructura interna que no está ordenada. Los principales tipos de sólidos cristalinos son sólidos iónicos, sólidos metálicos, sólidos de red covalente y sólidos moleculares. Las propiedades de los diferentes tipos de sólidos cristalinos se deben a los tipos de partículas en las que constan, los arreglos de las partículas, y las fortalezas de los atractivos apuestan
10.6: Estructuras de celosía en sólidos cristalinos
Las estructuras de metales cristalinos y compuestos iónicos simples pueden describirse en términos de empaquetamiento de esferas. Los átomos metálicos pueden empaquetarse en estructuras hexagonales empaquetadas más cercanas, estructuras cúbicas más cerradas, estructuras centradas en el cuerpo y estructuras cúbicas simples. Los aniones en estructuras iónicas simples suelen adoptar una de estas estructuras, y los cationes ocupan los espacios que quedan entre los aniones.
10.E: Líquidos y Sólidos (Ejercicios)
Estos son ejercicios de tarea para acompañar el Textmap creado para “Química” por OpenStax.