Propiedades y Clasificación de Líquidos y Sólidos: Una Mirada a su Comportamiento

Propiedades de los Líquidos

Los líquidos presentan ciertas propiedades que dependen de las fuerzas de atracción intermoleculares. A continuación, se describirán estas propiedades:

• Densidad: A presión atmosférica normal y una temperatura ambiente, aproximadamente de 25 °C, los líquidos son más densos que los gases. Por ejemplo, el agua líquida es alrededor de 1000 veces más densa que el vapor de agua bajo las condiciones mencionadas. A la misma temperatura, su energía cinética es la misma, así que las fuerzas intermoleculares son las responsables de la mayor densidad.
• Fluidez: Los líquidos fluyen más lentamente que los gases y, como es de esperarse, las fuerzas intermoleculares interfieren en el movimiento de los líquidos, debido a que las moléculas se atraen más fuertemente.
• Compresibilidad: Al igual que los gases, los líquidos se pueden comprimir, pero el cambio en el volumen del líquido es tan pequeño que la presión aplicada tendría que ser muy grande para disminuir su volumen en un pequeño porcentaje. Así que, como mencionamos anteriormente, para efectos prácticos no son compresibles. Si las fuerzas de atracción intermoleculares mantienen unidas las partículas en el líquido, prácticamente no hay espacio entre ellas, así que presionar el líquido para comprimirlo casi no tiene efecto.
• Viscosidad: La viscosidad se ve afectada por la forma de la molécula y su tamaño. Entre más larga la molécula, mayor es la viscosidad, ya que entre cadenas largas hay menos distancia que entre átomos vecinos y mayor es la atracción. Por otro lado, si los líquidos tienen las mismas fuerzas intermoleculares, pero son más masivos, las moléculas se moverán más lentamente y será un líquido más viscoso.
• Tensión superficial: La tensión superficial es la fuerza que hala y une las partículas de la superficie de un líquido de tal manera que ocupen la menor superficie posible.

Capilaridad

Cuando lees el volumen de un líquido en una probeta debes fijarte en el menisco. La superficie que se forma en este caso (con el agua) es cóncava, el centro de la superficie se curva hacia abajo. Esto se debe a dos tipos de fuerzas: la adhesión y la cohesión.

• La cohesión es la atracción entre moléculas iguales.
• La adhesión se debe a la atracción entre moléculas diferentes.

Factores que Afectan la Viscosidad

La viscosidad también se ve afectada por la forma de la molécula y su tamaño. Entre más larga la molécula, mayor es la viscosidad, ya que entre cadenas largas hay menos distancia que entre átomos vecinos y mayor es la atracción. Por otro lado, si los líquidos tienen las mismas fuerzas intermoleculares, pero son más masivos, las moléculas se moverán más lentamente y será un líquido más viscoso. La temperatura también afecta la viscosidad, pues cuando calentamos un líquido, la viscosidad del mismo disminuye. Al aumentar la temperatura, la velocidad de las moléculas aumenta, así que el líquido fluirá más fácilmente.

Propiedades de los Sólidos

Al igual que los gases y líquidos, los sólidos presentan propiedades que los caracterizan y que se derivan de la teoría cinética molecular. Estas son las siguientes:

• Forma: Tienen por lo regular una forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como los líquidos.
• Volumen: Los sólidos conservan su volumen al igual que los líquidos.
• Densidad: Los sólidos, al igual que los líquidos, presentan densidades relativamente altas.
• Compresibilidad: Los sólidos son prácticamente incompresibles, debido a que sus partículas están muy cercanas y sus fuerzas de atracción son intensas.
• Miscibilidad: Los sólidos se mezclan o se difunden con mucha lentitud, excepto a presiones extremas.
• Temperatura de fusión: Una forma de identificar a los sólidos es mediante su temperatura de fusión. El valor de la temperatura es como la huella digital de las sustancias. Generalmente el punto de fusión es elevado.

Tipos de Sólidos

Los sólidos se clasifican principalmente en amorfos y cristalinos, y esta clasificación depende del ordenamiento de sus estructuras.

Sólidos Cristalinos

En los sólidos cristalinos, las partículas se agrupan en una geometría o forma específica. Ese ordenamiento se conoce como red cristalina, la cual contiene una unidad que se repite una y otra vez en un patrón regular tridimensional.

Ejemplos: cúbica, tetragonal, hexagonal.

Sólidos Amorfos

En los sólidos amorfos (amorfo significa que no tiene forma), las partículas no mantienen un orden específico. No hay una unidad con un patrón específico que se repita a través de toda una muestra del sólido, o sea que no hay red cristalina.

Ejemplos: cuarzo (sólido cristalino), obsidiana (sólido amorfo).

Clases de Sólidos Cristalinos

Sólidos Metálicos

El tipo de fuerza que mantienen unidos a los átomos en este tipo de sólido metálico es de naturaleza electrostática.

Sólidos Iónicos

En esta clase de sólido, los iones positivos y negativos están unidos por fuerzas electrostáticas muy fuertes y al unirse forman un arreglo tridimensional específico.

Sólidos Macromoleculares

En este tipo de sólidos, los átomos están unidos uno al otro por enlaces covalentes direccionales.

Sólidos Moleculares

Las moléculas de estos sólidos están unidas por fuerzas intermoleculares que son mucho más débiles que las fuerzas que mantienen unidas a las partículas de los sólidos iónicos y macromoleculares.

Por otro lado, si las moléculas son polares y poseen puentes de hidrógeno o fuerzas dipolo-dipolo, sus puntos de fusión y ebullición son mayores de los que se espera. En la figura 1.15, hay ejemplos de sólidos moleculares y sus estructuras.

P₄ (Fósforo blanco)

S₈ (Azufre rómbico)

I₂ (Yodo)