Establezco relaciones entre fuerzas macroscópicas y fuerzas electrostáticas.

Establezco relaciones entre fuerzas macroscópicas y fuerzas electrostáticas.

Para poder describir ciertas propiedades de la materia, como los estados de agregación, la temperatura de ebullición y la temperatura de fusión, es necesario considerar las fuerzas que mantienen unidas a las partículas que constituyen cada una de las sustancias. A estas fuerzas las denominamos interacciones intermoleculares.
Entre dos partículas de la misma sustancia se establecen fuerzas de atracción y de repulsión. La interacción neta entre estas partículas resultará del balance entre estos dos tipos de fuerzas. Esta energía de interacción entre partículas es mucho menor que la involucrada cuando se rompe una unión química (dentro de la sustancia). Cuando se vencen estas interacciones intermoleculares no se produce un cambio en la composición química del sistema, por lo tanto, determinan propiedades físicas de las sustancias.
La magnitud de estas interacciones determinará, por ejemplo, la temperatura de ebullición y de fusión de la sustancia y, por lo tanto, su estado de agregación. Dentro de este tipo de interacciones se pueden mencionar:
    • Interacciones dipolo-dipolo permanentes.
    • Interacciones dipolo-dipolo momentáneas.
    • Interacciones puente de hidrógeno.
    • Interacciones combinadas entre las anteriores y de todas ellas con iones.

Objetivos de las actividades

Que los alumnos:
        • reconozcan el o los tipos de interacciones intermoleculares presentes de acuerdo con la polaridad de las sustancias;
          • relacionen las propiedades macroscópicas de una sustancia con su polaridad y las fuerzas intermoleculares que actúan entre sus partículas;
            • predigan interacciones entre partículas de diferentes sustancias.

          Actividad 1. Fuerzas intermoleculares, punto de ebullición, punto de fusión y estado de agregación

          La temperatura de ebullición de una sustancia se define como la temperatura a la que dicha sustancia cambia del estado líquido al gaseoso. Si la presión ambiente es de 1 atmósfera, se la denomina temperatura de ebullición normal. Cada sustancia pura tiene una temperatura de ebullición característica, y esta será mayor cuanto mayor sea la energía de interacción entre las partículas del líquido.
          Por otra parte, la temperatura de fusión de una sustancia es la temperatura a la que una sustancia sólida pasa al estado líquido. La temperatura de fusión también depende de la presión atmosférica, pero las variaciones son menores que en el caso de la temperatura de ebullición. Su valor dependerá también de la fuerza de las interacciones entre las partículas. La simulación Cambios de estado permite observar los cambios macroscópicos y microscópicos que ocurren durante los cambios de estado para el agua: 
          a) Los puntos de ebullición de los compuestos formados entre el hidrógeno y los elementos del grupo VIA son:
                          • Agua (H2O) 100 ºC
                          • Sulfuro de hidrógeno (H2S) -60,8 ºC
                          • Seleniuro de hidrógeno (H2Se) -41,5 ºC
                          • Telururo de hidrógeno (H2Te) -1,8 ºC

          a.1. Utilicen EQTabla para buscar las electronegatividades de todos los elementos. Sobre la base de estos valores, calculen las polaridades de cada enlace.
          a.2. Usen el programa Avogadro para predecir la forma y polaridad de las moléculas. ¿Cuáles son las fuerzas intermoleculares actuando entre ellas? Justifiquen los puntos de ebullición encontrados.
          a.3. Grafiquen el punto de ebullición de las sustancias en función del número total de electrones en la molécula, utilizando el programa Calc de sus equipos portátiles. ¿Si graficasen las mismas variables para los compuestos entre el hidrógeno y los elementos del grupo VIA, encontrarían el mismo patrón? Justifiquen las diferencias.
          b) Utilicen el programa Writer o Word de sus equipos portátiles para armar una tabla con las siguientes columnas. Complétenla. De ser posible, incorporen fotos o diagramas de las sustancias mencionadas.


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