interazione tra forze e stato fisico della materia

punti fissi e loro interpretazione


i diversi stati fisici della materia si possono considerare
dovuti all'effetto di due forze contrastanti o in equilibrio:
1-forza di disgregazione collegata alla energia cinetica delle
  particelle(atomo,molecole,ioni) variabile in funzione della
  temperatura
2-forza di coesione tra le particelle dovuta alle forze 
  intermolecolari variabili con la natura chimica delle molecole,
  con i legami chimici presenti nelle molecole
  (forze elettrostatiche,forze deboli di dispersione..legami H..)
3-se prevale la forza di coesione,lo stato fisico risulta solido
  se prevale la energia cinetica,lo stato risulta aeriforme
  se si equivalgono energia cinetica e forza coesiva,lo stato risulta 
  liquido
4-a parità di energia cinetica lo stato fisico dipende dalla
  diversa forza di coesione,in funzione della diversa natura
  delle sostanze
5-restando costante la forza di coesione,se si aumenta la temperatura
  aumenta la energia cinetica e quindi si può arrivare ad un
  cambiamento di stato fisico;avviene l'inverso se si riduce la
  energia cinetica abbassando la temperatura
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HCl...HCl  molecole polari,sono dei dipoli,ma la forza di attrazione
           elettrostatica risulta inferiore alla energia cinetica alla
           temperatura ambiente di 25°C:di conseguenza lo stato fisico
           risulta aeriforme

           comprimendo il gas(obbligando le molecole a restare più
           vicine(in modo da aumentare l'effetto di attrazione) e
           riducendo la energia cinetica abbassando la temperatura,
           si può passare allo stato fisico liquido

           abbassando ulteriormente la temperatura e quindi la energia
           cinetica si può passare anche allo stato fisico solido.

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H2O...H2O  molecole polari,sono dei dipoli più forti di HCl
	   e la forza di attrazione tra cariche opposte
           risulta maggiore della energia cinetica alla
           temperatura ambiente di 25°C:inoltre si possono formare
	   anche legami a idrogeno che favoriscono il mantenimemto
	   dell'unione tra le molecole:liquido (con possibilità
           di spostamento delle molecole e rottura e formazione
           di legami intermolecolari continua)
          
           abbassando la temperatura si riduce ulteriormente la
           energia cinetica e le molecole rimangono stabilmente
           unite:solido

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H2S...H2S  molecole polari,sono dei dipoli più deboli di H2O
	   e la forza di attrazione tra cariche opposte
           risulta minore della energia cinetica alla
           temperatura ambiente di 25°C:inoltre non si possono formare
	   legami a idrogeno (essendo S poco elettronegativo):gassoso
	   
           abbassando la temperatura si riduce ulteriormente la
           energia cinetica e le molecole possono unirsi im modo
           labile ma continuo:liquido
	   si comporta come HCl perchè dipolo poco intenso
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Na-Cl	ioni positivi Na+ e ioni negativi Cl- 
        alla temperatura ambiente di 25°C sono fortemente
        uniti per interazione elettrostatica tra ioni opposti:
	energia cinetica inferiore ad attrazione elettrostatica:
        stato solido,spazialmente ordinato,cristallino

        aumentando la temperatura aumenta anche la energia
        cinetica vibrazionale fino a superare quella di
        attrazione:passaggio allo stato liquido(fusione)

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azione di forze deboli(di London o di dispersione) in molecole neutre

H2...H2  molecole di idrogeno,neutre
         non esiste alcuna attrazione elettrostatica
         anche se le molecole si avvicinano nel loro movimento
         rimangono slegate:tuttavia abbassando molto la temperatura
         e quindi la energia cinetica e obbligando con la compressione
         le molecole a restare fisicamente ravvicinate,il gas può
         passare allo stato liquido,con necessaria comparsa di
         forze intermolecolari:origine delle forze?

         gli elettroni di legame sono normalmente disposti in modo
         simmetrico tra i due atomi:non compare alcuna carica
         elettrica sulla molecola:ma può avvenire che casualmente
         e in modo labile si abbia uno spostamento temporaneo degli
         elettroni di legame verso un atomo piuttosto che verso
         l'altro:comparirà quindi una debole carica elettrica
         negativa su una estremità della molecola e una positiva
         sull'altra estremità:nasce un dipolo spontaneo(molto debole)

         tale dipolo può indurre la comparsa di altri dipoli indotti
         in molecole molto ravvicinate e così a catena si possono
         avere molti deboli dipoli nella massa neutra originaria:
         
	 abbassando la energia cinetica e ravvicinando le molecole
         trasformate in dipoli,la attrazione debole può tuttavia
         produrre il suo effetto e trasformare il gas in liquido

nota:questa interpretazione spiega perchè in ambiente normale
     H2..O2..N2..Cl2..CO2..H2..Rn ecc.(tutte molecole non polari)
     esistono in forma gassosa:si possono tuttavia rendere liquidi
     mediante opportuno raffreddamento unito a compressione

 

 

 


interpretazione dei diversi punti fissi per sostanze di diversa natura
(temperatura di ebollizione,di fusione di sostanze pure)

1-la fusione(passaggio dallo stato solido a quello liquido mediante
  assorbimento di calore) avviene,per ogni sostanza pura,a una
  temperatura caratteristica della sostanza,e quindi corrispondente
  a una specifica energia cinetica (effetto disgregatore)

2-se sostanze di natura diversa presentano diverse forze di coesione
  sarà necessaria una equivalente energia cinetica( e quindi temperatura)
  per vincere le forze interparticellari di intensità variabile in
  funzione della diversa intensità (funzione della natura della sostanza)

3-per questo ogni sostanza pura presenta una specifica temperatura
  di fusione:temperatura che assicura una energia cinetica equivalente
  alle diverse intensità delle forze di attrazione interparticellari


  

 


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