Este documento resume conceptos básicos de química general e inorgánica. Explica los tres estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso) y las uniones intermoleculares que definen cada estado. También describe los puntos de fusión y ebullición de varios elementos y cómo la temperatura y el movimiento molecular afectan los cambios de estado.

1. QUIMICA GENERAL E INORGANICA
INSTITUCIÓN EDUCATIVA “JULIO CÉSAR GARCIA”
PROFESOR: EDUARDO JAIME VANEGAS
LONDOÑO
ESTADOS DE LA MATERIA Y UNIONES
INTERMOLECULARES.
Kemeía: la diosa de la transmutación (cambio). 1

2. La Química trata de las
transformaciones de la
materia
El universo y nosotros mismos,
estamos en constante trasformación,
como consecuencia del
movimiento molecular
2

3. El hidrógeno (H y H2) y el He se formaron en el Big Bang hace
unos 15 x 109 años. Los elementos mas pesados (desde el litio
(NA 3, MM 6,94) hasta el plutonio (NA 94, MM 239,05) se
formaron en el interior de las estrellas y luego se dispersaron
por el espacio. En la figura, el nacimiento de una estrella a partir
de hidrógeno y polvo cósmico, en la Nebulosa del Aguila (M 16).
3

4. Toda la materia en el planeta esta compuesta por 92 elementos naturales y 17
elementos sintéticos
P Group**
er 18
1
io VIII
IA
d A
1A 17 8A
2 13 14 15 16
1 2
VII
1
H He
IIA IIIA IVA VA VIA
A
2A 3A 4A 5A 6A
1.008 4.003
7A
3 4 5 6 7 8 9 10
2
Li Be B C N O F Ne
6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18
8 9 10
7
3 4 5 6 11 12
11 12 13 14 15 16 17 18
VII
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
IIIB IVB VB VIB IB IIB
B
3B 4B 5B 6B 1B 2B
------- VIII -------
22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95
7B
------- 27 -------28
8
25
19 20 21 22 23 26 30 31 32 33 34 35 36
24 29
Mn
4 K Ca Sc Ti V Fe Co Ni Zn Ga Ge As Se Br Kr
Cr Cu
39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 55.85 58.47 58.69 65.39 69.72 72.59 74.92 78.96 79.90 83.80
52.00 63.55
54.94
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 (98) 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3
57
55 56 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
La
6 Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
*
132.9 137.3 178.5 180.9 183.9 186.2 190.2 190.2 195.1 197.0 200.5 204.4 207.2 209.0 (210) (210) (222)
89
138.9
87 88 104 105 106 107 108 109 110 111 112 114 116 118
Ac
7
Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt --- --- --- --- --- ---
~
(223) (226) (257) (260) (263) (262) (265) (266) () () () () () ()
(227)
61 62 69
Lanthanide 58 59 60 63 64 65 66 67 68 70 71
Pm Sm Tm
Ce Pr Nd Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu
Series*
140.1 140.9 144.2 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 173.0 175.0
95 96 100 168.9
(147) 150.4
Actinide 90 91 92 93 94 97 98 99 101 102 103
Am Cm Fm
Th Pa U Np Pu Bk Cf Es Md No Lr
Series~
4
232.0 (231) (238) (237) (242) (247) (249) (254) (256) (254) (257)
(243) (247) (253)

5. (b) la corteza terrestre
(a) el cosmos (c) el cuerpo humano
Abundancia relativa de los elementos en, 1 (arriba): (a) el cosmos; (b)
la corteza terrestre, y (c) el cuerpo humano; y 2 (abajo): (d) el agua de
mar, y (e) los seres vivos .
Carbono Nitrógeno
Oxígeno Hidrógeno
Hidrógeno Hidrógeno
Oxígeno
(d) el agua de mar (e) los seres vivos
5

6. Los estados de agregación de la materia:
sólido, líquido y gaseoso
La materia tiene masa y volumen, y ocupa un lugar en el espacio.
Los sólidos ocupan un volumen propio, y los líquidos y los gases
ocupan el volumen del recipiente. Los gases son compresibles.
Los materiales pasan de un estado a otro por procesos físicos
(temperatura y presión), sin modificar su identidad química.
TEMPERATURA
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
PRESIÓN
6

7. El estado natural de los elementos de la Tabla Periódica. Dos
de ellos (bromo y mercurio) son líquidos, hay 11 elementos
que son gases y estan detallados a la derecha. El resto, son
sólidos.
7

8. Estado natural de algunos elementos. En el sentido de las
agujas del reloj, de arriba a la izquierda: (a) los líquidos bromo
(Br2) y mercurio (Hg); y (b) los sólidos iodo (I2), cadmio (Cd);
fosforo (rojo) y cobre (Cu).
8

9. En la serie de los halógenos,
(grupo 17 de la Tabla
Periódica), los elementos
forman moléculas con dos
átomos. El cloro (izquierda)
(NA 17, MM 35.5) es un gas
amarillo-verdoso; el bromo
(centro) (NA 35, MM 79.9) es
un líquido rojo-marrón, que
está en equilibrio con su
vapor; y el iodo (derecha)
(NA 53, MM 126,9) es un
sólido azul-negro en
equilibrio con sus vapores
violeta.
9

10. Los cambios en los estados físicos de las sustancias químicas
Ocurren a presiones y temperaturas fijas y son propiedades de
cada sustancia. Por ejemplo, 0 °C y 100 °C a 101.3 kPa son las
temperaturas de fusión y ebullición del agua.
LÍQUIDO
Ebullición,
Fusión Licuación, vaporización
condensación
Solidificación,
condensación
Sublimación, volatilización
SÓLIDO GAS
Condensación
10

11. Temperatura y movimiento molecular.
Los puntos de fusión y ebullición de algunos
elementos
El movimiento molecular o energía cinética (Ec) de las moléculas se
expresa como Ec = A × k × T . (A es un factor que depende del tamaño
y la forma molecular, k es la constante de Boltzman, y T es la
temperatura en K)
Elemento átomos/especie masa Fusión (K) Ebullición (K)
Helio 1 4.002 1 (25 atm) 4
Hidrógeno 2 2.016 14 20
Nitrógeno 2 28.01 63 77
Fluor 2 37.99 54 85
Cloro 2 70.9 182 239
Bromo 2 158.8 266 332
Mercurio 1 200.6 234 629
Hierro 1 55.8 1808 3023 11

12. Las uniones intermoleculares definen el
estado físico de la materia
GASES: Uniones intermoleculares muy débiles. Para los gases
ideales, las fuerzas intermoleculares son nulas. En los gases reales
tienen valores de 2 – 4 kJ/mol (oxígeno, nitrógeno, argón).
LÍQUIDOS: Uniones intermoleculares intermedias (20 – 50
kJ/mol), no tienen forma propia (mercurio, bromo, agua, pentano).
Admiten y dispersan a sólidos, líquidos y gases. Las dispersiones
moleculares o iónicas en los líquidos se denominan soluciones.
SÓLIDOS: Uniones intermoleculares fuertes (100 – 700 kJ/mol),
tienen forma propia y no son penetrables (metales, sales, hielo).
12

13. Uniones Intermoleculares
 Se establecen entre cargas eléctricas de dos
moléculas o especies químicas
 Distinguimos 3 tipos principales:
Union entre dos iones
Union entre 2 dipolos permanentes
Union entre 2 dipolos espontáneos-inducidos
13

14. Uniones entre dos iones
Cl− Na+
Energía de unión (energía reticular) = 769 kJ/mol
Punto de fusión = 804 °C
Punto de vaporización = 897 °C
14

15. Uniones entre dipolos permantes
Los grupos –OH y –NH tienen dipolos
permanentes que generan uniones
intermoleculares, llamadas “puentes de
hidrógeno”.
δ+
δ-δ-
H ::O H
δ+
δ +: 0.41 δ +: 0.41
H ::O H H
H
H
::O H
O
Energía de unión = 46.73 kJ/mol a 0 °C y
δ -: 0.82
40.66 kJ/mol a 100 °C
Punto de fusión = 0 °C
Punto de ebullición = 100 °C
15

16. Uniones entre dipolos espontáneos e inducidos
(Uniones de London)
Los electrones de átomos y moléculas simétricas se
deslocalizan espontáneamente dando diferencias de
carga electrica, que generan uniones intermoleculares.
δ−
δ− Br Br
Br Br δ+
δ+ δ−
Br Br
δ+
Energía de unión = 20 kJ/mol (7-59 °C)
Punto de fusión = – 7.2 °C
Punto de ebullición = 58.8 °C 16

17. Los cristales líquidos tienen un ordenamiento
intermedio entre sólidos y líquidos.
Se distinguen 2 tipos (fases) principales:
1. Fase nemática
17

18. 2. Fase esméctica, con 2 subtipos:
Esméctica,
tipo 1
Esmé
ctica,
tipo 2
Los cristales líquidos esmécticos tipo 2
se usan para hacer LCD de amplio uso
en pantallas planas
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