10. I Materiali Liquidi e Solidi Le forze intermolecolari -forze di London -forze dipolo – dipolo...
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10. I Materiali Liquidi e Solidi • Le forze intermolecolari -forze di London -forze dipolo – dipolo -il legame a idrogeno • La struttura dei liquidi -la viscosità -la tensione superficiale • Le strutture solide -i cristalli metallici e proprietà dei metalli -le leghe -le strutture ioniche -i solidi molecolari e reticolari • I cambiamenti di fase -passaggi di stato e diagrammi di stato
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10. I Materiali Liquidi e Solidi• Le forze intermolecolari
- forze di London
- forze dipolo – dipolo
- il legame a idrogeno• La struttura dei liquidi
- la viscosità
- la tensione superficiale• Le strutture solide
- i cristalli metallici e proprietà dei metalli
- le leghe
- le strutture ioniche
- i solidi molecolari e reticolari• I cambiamenti di fase
- passaggi di stato e diagrammi di stato
Le Forze Intermolacolari
Le Forze di London
GAS
LIQUIDOSOLIDO
MASSA MOLARE CRESCENTE
C5H12
PentanoTeb= 36°C
2,2-DimetilpropanoTeb= 10°C
Def. Le FORZE DI LONDON sono forze di natura ELETTROSTATICA che si stabiliscono fra tutti i tipi di molecole allo stato solido e liquido.
Le Forze Dipolo – DipoloDef. Le FORZE DIPOLO – DIPOLO sono forze di natura ELETTROSTATICA che si stabiliscono fra le molecole polari allo stato solido e liquido.
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vap molkJ18 HC188Tfus
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ret molkJ787 HC801Tfus
50 x
Il Legame a Idrogeno
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Def. Il LEGAME A IDROGENO è un’interazione che si crea tra un atomo di idrogeno che si trova tra due atomi piccoli e fortemente elettronegativi, dotati di un doppietto elettronico di non legame, specificamente azoto, N, ossigeno, O, e fluoro, F.
Il Legame a Idrogeno
La Struttura dei LiquidiDef. Definiamo TENSIONE SUPERFICIALE di un liquido la risultante dell’attrazione verso l’interno, che organizza le molecole nel loro insieme e forma la superficie liscia.
Def. Definiamo VISCOSITÀ la resistenza che un liquido oppone al flusso.
FORZE ADESIONE>FORZE COESIONE
FORZE COESIONE>FORZE ADESIONE
La Classificazione dei SolidiDef. Definiamo SOLIDO CRISTALLINO un solido in cui atomi, ioni o molecole sono disposti ordinatamente nello spazio.
FACCECRISTALLINE
FASI SOLIDE DIFFERENZIATE
CLASSIFICAZIONE DEI SOLIDI CRISTALLINI:•METALLI•SOLIDI IONICI•SOLIDI RETICOLARI•SOLIDI MOLECOLARI
Def. Definiamo SOLIDO AMORFO un solido in cui gli atomi, molecole o ioni sono accatastati disordinatamente (es. vetro, gomma).
Def. Definiamo CRISTALLO LIQUIDO una sostanza in grado di fluire come un liquido viscoso, ma le cui molecole si dispongono in maniera moderatamente ordinata, come nei cristalli.
•Termotropi•Liotropi
I Cristalli MetalliciDef. Definiamo LEGAME METALLICO la forza di attrazione che si stabilisce tra gli ioni positivi degli atomi e l’insieme degli elettroni di valenza in cui sono immersi.
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Al → Al3+ + 3e-
STRUTTURA ESAGONALECOMPATTA …ABABA…
STRUTTURA CUBICACOMPATTA …ABCBACA…
N.C. = 12
N.C. =12
I Cristalli Metallici
Def. Definiamo CELLA ELEMENTARE la più piccola unità che, riprodotta iterativamente senza lacune nelle 3 dimensioni, disegna l’intero cristallo.
I Cristalli MetalliciCONTEGGIO DEGLI ATOMI PRESENTI NELLA CELLA:
•Un atomo presente al centro della cella appartiene solo ad essa.
•Un atomo presente sulla faccia della cella o sullo spigolo della cella è condiviso con altre celle elementari e va suddiviso.
Le Proprietà dei MetalliDef. Definiamo LEGAME METALLICO la forza di attrazione che si stabilisce tra gli ioni positivi degli atomi e l’insieme degli elettroni di valenza in cui sono immersi.
•LUCENTEZZA •DUTTILITÀ E MALLEABILITÀ
•CONDUZIONE ELETTRICITÀ E CALORE
RE
SIS
TE
NZ
A
T
CONDUTTORE: la resistenzaaumenta con T
SUPERCONDUTTORE: conducecon resistenza nulla
SEMICONDUTTORE: la resistenzaDiminuisce con T
ISOLANTE: non conduce elettricità
Le LegheDef. Definiamo LEGA la miscela di due o più metalli. Può essere OMOGENEA se gli atomi di elementi diversi sono distribuiti uniformemente; ETEROGENEA se sono costituite da miscele di fasi cristalline di composizione diversa.
LEGHE INTERSTIZIALILEGHE DI SOSTITUZIONE
Le Strutture IonicheNei SOLIDI IONICI abbiamo ioni di carica opposta e raggio ionico differente che devono impacchettarsi insieme.
coordinazione (6,6)rapporto interradiale 0.4 ÷ 0.7
Def. Definiamo NUMERO DI COORDINAZIONE il numero di ioni di carica opposta che circondano immediatamente lo ione in esame.
Def. Definiamo RAPPORTO INTERRADIALE il rapporto tra il raggio ionico del catione e quello dell’anione.
SALGEMMA
coordinazione (8,8)rapporto interradiale >0.7
CLORURODI CESIO
I Solidi MolecolariNei SOLIDI MOLECOLARI abbiamo molecole distinte tenute insieme da forze intermolecolari.
•Forze di London•Forze Dipolo – Dipolo•Legami a Idrogeno
TEMPERATURE DI FUSIONE BASSE
I Solidi ReticolariNei SOLIDI RETICOLARI gli atomi sono tenuti insieme da legami covalenti che costituiscono un reticolo interno all’intero cristallo.
SOLIDIALLOTROPI
I Cambiamenti di Fase
SOLIDO
FA>FT, hanno volume e
forma propri
LIQUIDO
FAFT, hanno volume proprio,
forma del recipiente
VAPORE E GAS
FA<FT, non hanno né volume né forma
propri
FUSIONE
SOLIDIFICAZIONE
CONDENSAZIONE
VAPORIZZAZIONE
SUBLIMAZIONE
BRINAMENTO
Def. Definiamo FASE una porzione del sistema materiale caratterizzato da omogeneità fisica e da un superficie delimitante.
Def. Definiamo TRANSIZIONE DI FASE il passaggio da una fase ad un’altra.
La Pressione di Vapore
EQUILIBRIODINAMICO
Def. Definiamo PRESSIONE DI VAPORE di un liquido/solido la pressione esercitata dal suo vapore quando vapore e liquido/ solido raggiungono l’equilibrio dinamico.
T = 25 °C
Teb = 100 °C
P = 1atm
Ebollizione, Solidificazione e Fusione
SOLIDO
FA>FT, hanno volume e
forma propri
LIQUIDO
FAFT, hanno volume proprio,
forma del recipiente
VAPORE E GAS
FA<FT, non hanno né volume né forma
propri
FUSIONE
SOLIDIFICAZIONE
CONDENSAZIONE
VAPORIZZAZIONE
SUBLIMAZIONE
BRINAMENTO
P = 1atm
I Diagrammi di StatoDef. Il DIAGRAMMA DI STATO (o DIAGRAMMA DI FASE) riepiloga le temperature e le pressioni alle quali le diverse fasi solide, la liquida e la gassosa di una sostanza pura sono in grado di esistere.
CO2H2O
