Forças IntermolecularesForças IntermolecularesSólidos e LíquidosSólidos e Líquidos

Danilo Lucari Ribeiro nº13818Danilo Lucari Ribeiro nº13818

Daniel Silva Costa nº14433Daniel Silva Costa nº14433

Universidade Federal de Itajubá

Temas AbordadosTemas Abordados Comparações entre sólidos e líquidosComparações entre sólidos e líquidos Forças intermolecularesForças intermoleculares Propriedades dos líquidosPropriedades dos líquidos Mudanças de faseMudanças de fase Pressão de vaporPressão de vapor Diagrama de fasesDiagrama de fases Estrutura dos sólidosEstrutura dos sólidos Ligações nos sólidosLigações nos sólidos

Comparações entre Sólido Comparações entre Sólido e lÍquidoe lÍquido

GasesGasesEnergia cinética entre as moléculas maior do que asEnergia cinética entre as moléculas maior do que as

energias intermoleculares.energias intermoleculares. LíquidosLíquidos

Forças intermoleculares não são fortes suficiente Forças intermoleculares não são fortes suficiente para manter as moléculas juntas.para manter as moléculas juntas. SólidosSólidos

As forças intermoleculares são fortes o suficiente As forças intermoleculares são fortes o suficiente para manter as moléculas virtualmente no lugar.para manter as moléculas virtualmente no lugar.

Comparações entre Sólido Comparações entre Sólido e lÍquidoe lÍquido

ForçasForças IntermolecularesIntermoleculares

Existem quatro tipos de forças intermoleculares: Existem quatro tipos de forças intermoleculares: Forças atrativas entre moléculas neutras:Forças atrativas entre moléculas neutras:

(São chamadas também de Forças de Van der Waals)(São chamadas também de Forças de Van der Waals)

Dipolo-dipoloDipolo-dipolo Dispersão de LondonDispersão de London Ligação de Hidrogênio Ligação de Hidrogênio

Outro tipo de força:Outro tipo de força: Íon-dipoloÍon-dipolo

Dipolo-dipoloDipolo-dipolo

Dispersão de LondonDispersão de London Ligação de Hidrogênio Ligação de Hidrogênio

Íon-dipoloÍon-dipolo

Propriedades dos LíquidosPropriedades dos Líquidos ViscosidadeViscosidade

É a resistência que um líquido tem para fluirÉ a resistência que um líquido tem para fluir Pode ser medida pelo tempo que o líquido demora Pode ser medida pelo tempo que o líquido demora

para fluir em um tubo sob força gravitacionalpara fluir em um tubo sob força gravitacional Sua unidade de medida é o POISE (Sua unidade de medida é o POISE (1 g /cm s)1 g /cm s)

Propriedades dos LíquidosPropriedades dos Líquidos Tensão Superficial

Energia necessária para aumentar a área Energia necessária para aumentar a área superficialsuperficial..

Propriedades dos LíquidosPropriedades dos Líquidos Força coesiva x força adesivaForça coesiva x força adesiva Força coesiva: força intermolecular que une moléculas Força coesiva: força intermolecular que une moléculas

similares.similares. Força adesiva: força intermolecular que une uma Força adesiva: força intermolecular que une uma

substância a uma superfície.substância a uma superfície.

Mudanças de FaseMudanças de FaseAs mudanças de fase são acompanhadas As mudanças de fase são acompanhadas

por uma variação de energia no sistema. por uma variação de energia no sistema.

O aumento da temperatura de um corpo O aumento da temperatura de um corpo determina o aumento da vibração das determina o aumento da vibração das moléculas que o compõem.moléculas que o compõem.

A mudança de fase acontece quando o A mudança de fase acontece quando o movimento das moléculas atinge certos níveis.movimento das moléculas atinge certos níveis.

Curvas de AquecimentoCurvas de Aquecimento

Pressão de VaporPressão de Vapor Pressão de vapor é a pressão exercida por um Pressão de vapor é a pressão exercida por um

determinado vapor sobre seu líquido, estando o determinado vapor sobre seu líquido, estando o sistema em equilíbrio.sistema em equilíbrio.

Equilíbrio termodinâmico.Equilíbrio termodinâmico.

Pressão de vapor é a pressão exercida por um Pressão de vapor é a pressão exercida por um determinado vapor sobre seu líquido, estando o determinado vapor sobre seu líquido, estando o sistema em equilíbrio.sistema em equilíbrio.

Equilíbrio termodinâmico.Equilíbrio termodinâmico.

Pressão de Vapor X Pressão de Vapor X TemperaturaTemperatura

Pressão de vapor aumenta quando a temperatura aumenta.

Maior movimento das moléculas: choques mais fortes e freqüentes.

Mais moléculas com energia suficiente para escapar do líquido.

Aumento da concentração de moléculas no vapor = maior pressão

Pressão de VaporPressão de Vapor

Volatilidade Quanto maior a pressão de vapor, maior o...Quanto maior a pressão de vapor, maior o...

Ponto de Ebulição É a temperatura na qual a pressão de vapor de É a temperatura na qual a pressão de vapor de

um líquido iguala-se à pressão exercida sobre um líquido iguala-se à pressão exercida sobre sua superfície.sua superfície.

Ponto de ebulição normal corresponde a uma Ponto de ebulição normal corresponde a uma pressão de 1 atm (760 mmHg).pressão de 1 atm (760 mmHg).

Pressão de VaporPressão de Vapor

Equação de Clausius-Clapeyron

ln P = -ln P = -∆H∆Hvap vap + C+ C

RTRT

onde: onde: P P pressão pressãoT T temperatura absoluta temperatura absolutaR R constante dos gases constante dos gasesC C uma constante uma constante

∆∆HHvapvap entalpia de vaporização entalpia de vaporização

Diagrama deDiagrama de FasesFases

O diagrama de fases é um gráfico O diagrama de fases é um gráfico bidimensional com pressão e temperatura bidimensional com pressão e temperatura como eixos, que resume as condições de como eixos, que resume as condições de equilíbrio existentes entre os diferentes equilíbrio existentes entre os diferentes estados da matéria, além de permitir estados da matéria, além de permitir determinar a fase de uma substância estável determinar a fase de uma substância estável em qualquer temperatura e pressão.em qualquer temperatura e pressão.

A única substância presente no sistema é A única substância presente no sistema é aquela cujo diagrama de fase é examinado.aquela cujo diagrama de fase é examinado.

Diagrama da Água e do Diagrama da Água e do Gás CarbônicoGás Carbônico

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos Os sólidos podem ser:Os sólidos podem ser:

Cristalinos Cristalinos Onde os átomos ou moléculas estão Onde os átomos ou moléculas estão ordenados em arranjos bem definidos.ordenados em arranjos bem definidos.

Sólidos amorfos (sem forma) Sólidos amorfos (sem forma) Cujas partículas Cujas partículas não tem forma regular; muitos deles são misturas não tem forma regular; muitos deles são misturas de moléculas que não se encaixam muito bem.de moléculas que não se encaixam muito bem.

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos Células unitárias:Células unitárias:

Unidade de um sólido que se repete.Unidade de um sólido que se repete. Rede cristalina:Rede cristalina:

Representação através de uma rede Representação através de uma rede tridimensional de pontos, de um sólido tridimensional de pontos, de um sólido cristalino.cristalino.

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos A célula unitária pode ser descrita pelo A célula unitária pode ser descrita pelo

comprimento das arestas e dos ângulos.comprimento das arestas e dos ângulos. Todas as redes de cristais de todos os Todas as redes de cristais de todos os

sólidos cristalinos, podem ser descritas sólidos cristalinos, podem ser descritas por sete tipos básicos de células unitárias.por sete tipos básicos de células unitárias.

A mais simples é a cúbica que pode ser A mais simples é a cúbica que pode ser de três tipos:de três tipos:

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos Cúbica simples Cúbica simples Quando os pontos de redes estão Quando os pontos de redes estão

somente no vértice.somente no vértice. Cúbica de corpo centrado Cúbica de corpo centrado Quando aparece um ponto Quando aparece um ponto

de rede no centro.de rede no centro. Cúbica de face centrada Cúbica de face centrada Quando tem pontos de Quando tem pontos de

vértices em cada face.vértices em cada face.

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos Empacotamento denso de esferasEmpacotamento denso de esferas

Arranjo entre as esferas, tendo em vista que Arranjo entre as esferas, tendo em vista que elas têm de ocupar o menor espaço possível.elas têm de ocupar o menor espaço possível.

Estrutura dos SólidosEstrutura dos Sólidos Número de coordenação:Número de coordenação:

É o número de partículas É o número de partículas vizinhas mais próximas de vizinhas mais próximas de certa molécula.certa molécula.

N.C. = 12 N.C. = 12 HC HC• 74% do espaço ocupado74% do espaço ocupado

N.C. = 8 N.C. = 8 CFC CFC• 68% do espaço ocupado68% do espaço ocupado

N.C. = 6 N.C. = 6 CS CS• 52% do espaço ocupado52% do espaço ocupado

Ligações nos sólidosLigações nos sólidos

Sólidos moleculares:Sólidos moleculares: Átomos e moléculas.Átomos e moléculas. Forças de dispersão de London, forças dipolo- de dispersão de London, forças dipolo-

dipolo, ligações de hidrogênio.dipolo, ligações de hidrogênio. Razoavelmente macios, pontos de fusão de baixo a Razoavelmente macios, pontos de fusão de baixo a

moderado, condução térmica e elétrica ruins.moderado, condução térmica e elétrica ruins. Ex.: argônio, metano, sacarose, gelo seco.Ex.: argônio, metano, sacarose, gelo seco.

Ligações nos sólidosLigações nos sólidosSólidos metálicos:Sólidos metálicos:

Átomos.Átomos. Ligações metálicas.Ligações metálicas. De macios a muito duros, de baixos a altos pontos De macios a muito duros, de baixos a altos pontos

de fusão, excelentes condutores térmicos e de fusão, excelentes condutores térmicos e elétricos, maleáveis e dúcteis.elétricos, maleáveis e dúcteis.

Mar de elétrons.Mar de elétrons. Ex.: todos os elementos metálicos, Cu, Fe, Al, Pt. Ex.: todos os elementos metálicos, Cu, Fe, Al, Pt.

Ligações nos sólidosLigações nos sólidos

Sólidos covalentes:Sólidos covalentes: Átomos ligados em uma rede de ligações covalentes.Átomos ligados em uma rede de ligações covalentes. Muito duros, pontos de fusão muito altos, geralmente Muito duros, pontos de fusão muito altos, geralmente

condutores térmicos e elétricos ruins.condutores térmicos e elétricos ruins. Ex.: diamante e quartzo.Ex.: diamante e quartzo.

Ligações nos sólidosLigações nos sólidosSólidos iônicos:Sólidos iônicos:

Íons positivos e negativos.Íons positivos e negativos. Atrações eletrostáticas.Atrações eletrostáticas. Duros, quebradiços, alto ponto de fusão, pobres Duros, quebradiços, alto ponto de fusão, pobres

condutores térmicos e elétricos.condutores térmicos e elétricos. Ex.: sais típicos, NaCl.Ex.: sais típicos, NaCl.