Resumen de Fuerzas Intermoleculares y Propiedades de Líquidos

## Introducción Las **fuerzas intermoleculares (FIM)** son las atracciones entre moléculas que determinan si una sustancia es gas, líquido o sólido y muchas propiedades macroscópicas de los líquidos. Aunque más débiles que los enlaces intramoleculares, las FIM controlan la tensión superficial, la capilaridad, la viscosidad y el punto de ebullición de las sustancias. > **Definición:** Las fuerzas intermoleculares son las atracciones entre moléculas que actúan fuera de las moléculas y determinan propiedades físicas como estado, viscosidad y tensión superficial. ## 1. Clasificación básica: fuerzas intra vs. intermoleculares ### Enlaces intramoleculares - Enlaces dentro de una molécula (por ejemplo, covalente, iónico). - Muy fuertes, típicamente del orden de $\sim 400\ \mathrm{kJ/mol}$. - Definen la identidad química. ### Fuerzas intermoleculares (FIM) - Atracciones entre moléculas, más débiles que los enlaces intramoleculares (aprox. $1$–$40\ \mathrm{kJ/mol}$). - Determinan el **estado físico** y muchas propiedades macroscópicas. > **Definición:** Las fuerzas intermoleculares son interacciones no enlazantes entre moléculas; incluyen dipolo-dipolo, dispersión de London y puente de hidrógeno. ## 2. Efecto de la fuerza intermolecular en propiedades macroscópicas Cuanto más fuertes sean las FIM, más difícil es separar las moléculas y cambia una serie de propiedades: | Propiedad | Efecto cuando las FIM aumentan | |---|---:| | Tensión superficial | Aumenta | | Capilaridad (adhesión relativa) | Mayor ascenso cuando la adhesión supera a la cohesión | | Viscosidad | Aumenta | | Presión de vapor | Disminuye | | Punto de ebullición | Aumenta | | Calor de vaporización | Aumenta | Fun fact: ¿Sabías que la tensión superficial del agua permite a algunos insectos, como los zapateros, caminar sobre la superficie sin hundirse porque sus patas distribuyen el peso y minimizan la ruptura de la "piel" del agua? ## 3. Tensión superficial ### ¿Qué es y por qué existe? - En el interior de un líquido, una molécula experimenta fuerzas atrayentes en todas direcciones; la resultante es nula. - En la superficie, la molécula siente una atracción neta hacia el interior, lo que genera una «contracción» de la superficie que tiende a minimizar el área. > **Definición:** La tensión superficial es la energía por unidad de área necesaria para aumentar la superficie de un líquido; se manifiesta como una "membrana" elástica en la interfase. Ejemplos y aplicaciones: - Gotas esféricas: la forma que minimiza la superficie para un volumen dado. - Biología: formación de gotas en tejidos y comportamiento de membranas. - Ingeniería: recubrimientos, humectación y procesos de formación de espuma. ## 4. Capilaridad ### Concepto - Capilaridad es el ascenso o descenso espontáneo de un líquido en un tubo estrecho (capilar) debido a la competencia entre **cohesión** y **adhesión**. > **Definición:** Capilaridad es el movimiento de un líquido en espacios estrechos causado por las interacciones entre el líquido y las superficies sólidas. ### Cohesión vs. adhesión - **Cohesión:** atracción entre moléculas iguales del líquido (mantiene unido el líquido). - **Adhesión:** atracción entre moléculas del líquido y la pared del sólido (hace que el líquido moje la superficie). | Relación | Resultado | Ejemplo | |---|---|---| | Adhesión > Cohesión | Ascenso y menisco cóncavo | Agua en vidrio | | Cohesión > Adhesión | Descenso y menisco convexo | Mercurio en vidrio | Aplicaciones: - Transporte de agua en plantas a través de xilema. - Tiras reactivas y ensayos capilares en laboratorios clínicos. Did you know que el diámetro del capilar afecta la altura de ascenso: tubos más finos producen mayor altura de ascenso para un mismo líquido y superficie (suponiendo condiciones iguales)? ## 5. Viscosidad ### ¿Qué es? - La **viscosidad** es la resistencia interna de un fluido al flujo; se mide comúnmente por la viscosidad dinámica $\eta$. > **Definición:** Viscosidad (\(\eta\)) es la med