TEORIA CINETICO MOLECULAR

los estados DEL AGUA según la:

CINÉTICA MOLECULAR

La teoría cinética molecular nos va a ayudar a entender cómo se presentan los estados sólido, líquido y gaseoso del agua.

START

María De La Cruz Alberjón 2ºA

ÍNDICE

Teoría Cinetico-Molecular

Explicación científica

La estructura molecular del agua

Sólido

Gaseoso

Líquido

Cambios de estado

Cambio de sólido a líquido y de líquido a sólido

Cambio de líquido a gas y gas a líquido

Cambio de sólido a gas y de gas a sólido

QUE ES LA TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR

01

Recordemos algunos principios clave de la teoría cinético-molecular

teoría cinético-molecular

La teoría cinética molecular es un modelo científico que se utiliza para explicar el comportamiento de los gases, líquidos y sólidos en términos de las partículas que los componen, como átomos y moléculas. Vamos a presentar una explicación detallada desde una perspectiva más científica:

explicación ciéntifica

• Presión de un Gas:

La presión de un gas se debe a las colisiones de las partículas contra las paredes del recipiente.

• Leyes de los Gases:

Las leyes de los gases, como Boyle y Charles, se derivan de esta teoría.

• Cambios de Estado:

La teoría explica cómo las sustancias cambian de estado, como de sólido a líquido o líquido a gas.

• Movimiento de las Partículas:

Todas las sustancias están formadas por partículas en constante movimiento.

• Temperatura y Energía Cinética:

La temperatura está relacionada con la rapidez del movimiento de las partículas. A más temperatura, más rápido se mueven.

• Colisiones entre Partículas:

Las partículas chocan entre sí, y estas colisiones generan presión en un gas.

la estructura molecular del agua

02

A continuación veremos los diferentes estados en los que podemos encontrar el agua, y la composición molecular de estos estados.

ESTADOS EN LOS QUE ENCONTRAMOS EL AGUA

GASEOSO

LÍQUIDO

SÓLIDO

Si la temperatura del agua baja por debajo de los 0°C, se produce el proceso de solidificación. En este estado, el agua se cristaliza y se forma hielo

El agua habitualmente se encuentra en la naturaleza en estado líquido

Al paso del estado líquido al gaseoso se lo denomina evaporación y, en cambio, se le denomina ebullición cuando llega a los 100 °C.

+ INFO

+ INFO

+ INFO

estructura molecular del AGUA en estado LÍQUIDo

La explicación del estado molecular del agua líquida según la teoría cinética molecular se basa en entender cómo las moléculas de agua se comportan a nivel microscópico:

• Movimiento Molecular:En el estado líquido, las moléculas de agua están en constante movimiento debido a su energía térmica. Esta energía es producto de la temperatura del sistema.

• Enlaces de Hidrógeno:A pesar de que las moléculas están en movimiento, aún mantienen interacciones mediante enlaces de hidrógeno.
• Densidad y Ordenamiento:En el agua líquida, la falta de una estructura cristalina permite cierta movilidad y fluidez en el agua líquida.

• Vibración y Rotación:Aunque las moléculas están en constante movimiento, también pueden vibrar y rotar alrededor de sus posiciones.

• Flexibilidad y Adaptabilidad:La flexibilidad de las moléculas en el agua líquida permite que estas se adapten a la forma del recipiente que las contiene.

estructura molecular del agua en estado sólido - hielo

Desde la perspectiva de la teoría cinética molecular, la estructura del hielo se puede entender de la siguiente manera

• Red Cristalina:

En el hielo, las moléculas de agua adoptan una estructura organizada llamada red cristalina. Cada molécula de agua se une a otras cuatro mediante enlaces de hidrógeno.

• Enlaces de Hidrógeno:

Los enlaces de hidrógeno son clave en esta estructura. Cada molécula de agua forma enlaces de hidrógeno con otras cuatro moléculas, creando una red hexagonal.

• Posiciones Fijas:

Aunque las moléculas vibran debido a la energía térmica, en el estado sólido del hielo, generalmente permanecen en posiciones fijas debido a la fuerza de los enlaces de hidrógeno. En resumen, el hielo tiene una estructura cristalina donde las moléculas de agua están dispuestas en una red hexagonal tridimensional, conectadas por enlaces de hidrógeno. La vibración térmica es mínima, y las moléculas, aunque se mueven ligeramente, mantienen posiciones fijas dentro de esta estructura ordenada.

estructura molecular del AGUA en estado gaseoso

En el estado gaseoso del agua según la teoría cinética molecular:

• Movimiento Molecular:

Las moléculas de agua en estado gaseoso exhiben un movimiento constante y desordenado debido a la energía cinética que poseen a altas temperaturas.

• Energía Cinética Elevada:

La temperatura elevada proporciona suficiente energía para que las moléculas superen las fuerzas de atracción intermolecular, permitiendo la transición al estado gaseoso.

• Dispersión Molecular:

Las moléculas de agua en estado gaseoso están distribuidas de manera homogénea y ocupan todo el volumen disponible del recipiente.

• Colisiones Moleculares:

Experimentan colisiones elásticas entre sí y con las paredes del contenedor, conservando la energía total del sistema durante estas interacciones.Este estado se caracteriza por una falta de orden estructural y una alta movilidad molecular. La transición al estado gaseoso ocurre cuando la energía térmica supera las fuerzas de cohesión intermoleculares.

cambios de estado

Se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados más estudiados y comunes en la Tierra son el sólido, el líquido y el gaseoso

03

CAMBIO DE LÍQUIDO A SÓLIDO Y DE SÓLIDO A LÍQUIDO

Fusión:

La fusión del agua es el proceso en el cual el hielo se transforma en agua líquida al absorber calor. En condiciones normales de presión, el punto de fusión del agua es 0 grados Celsius. Durante la fusión, el hielo absorbe energía, rompiendo los enlaces intermoleculares y permitiendo que las moléculas se muevan libremente en el estado líquido. Este proceso es esencial en fenómenos naturales como el ciclo del agua y tiene implicaciones importantes en el clima y la vida. Una vez en estado líquido, el agua puede fluir, adaptarse a su contenedor y participar en procesos biológicos y químicos vitales.

Solidificación:

Es el proceso mediante el cual el agua en estado líquido se convierte en hielo, que es su estado sólido. Este cambio de fase ocurre cuando se retira calor del agua, disminuyendo su energía cinética y provocando que las moléculas de agua se organicen en una estructura sólida. En condiciones normales de presión atmosférica, el punto de solidificación del agua es el mismo que el punto de congelación, que es de 0 grados Celsius (32 grados Fahrenheit). Cuando la temperatura del agua desciende por debajo de este punto, las moléculas de agua pierden suficiente energía para formar una estructura cristalina y, como resultado, se solidifica en hielo.

cambio de líquido a gas y de gas a líquido

Vaporización:

Es el proceso en el que el agua líquida se convierte en vapor de agua. Esto puede ocurrir a través de dos procesos principales: Evaporación: Ocurre a temperatura ambiente cuando las moléculas de agua ganan suficiente energía térmica para convertirse en vapor, rompiendo las fuerzas de atracción entre ellas. Ebullición: Sucede a una temperatura específica, llamada punto de ebullición (100°C a nivel del mar). Durante este proceso, se suministra continuamente energía térmica hasta que todas las moléculas alcanzan la suficiente energía para convertirse en vapor.

Condensación:

Es el proceso opuesto a la vaporización, donde el vapor de agua se transforma en estado líquido. Este fenómeno ocurre cuando el vapor de agua pierde energía térmica y se enfría, lo que resulta en la formación de gotas de agua o líquido condensado. La condensación puede ocurrir de varias maneras: Enfriamiento del aire. Contacto con superficies frías. Ascenso en la atmósfera.

cambio de sólido a gas y de gas a sólido

Sublimación:

Es el proceso en el cual el hielo (agua en estado sólido) se transforma directamente en vapor de agua (estado gaseoso) sin pasar por el estado líquido intermedio. Este fenómeno ocurre cuando el hielo absorbe suficiente energía térmica para superar la energía de cohesión entre las moléculas y pasar directamente al estado gaseoso.

Sublimación inversa:

También conocida como deposición, es el proceso opuesto a la sublimación. En la sublimación inversa, el vapor de agua se transforma directamente en hielo sin pasar por la fase líquida. Este fenómeno ocurre cuando el vapor de agua pierde suficiente energía térmica para que las moléculas se unan y formen cristales de hielo. La sublimación inversa es común en la formación de escarcha y nieve