Formas alotrópicas do carbono

  • O carbono aparece na natureza como diamante e como grafito. A diferencia é o enlace que une aos átomos de C entre sí na estrutura tridimensional.

diamante carbon

diamante-grafeno-grafito

  • Esta diferencia estrutural é a responsable das distintas propiedades do diamante e o grafito. Pero foi posible separar unha das capas que conforman o grafito, e descubriuse un novo material, o grafeno, con propiedades físicas asombrosas e moi prometedoras. Esta investigación foi merecedora do Premio Nobel de Física en 2010.

Grafeno-premio-nobel-2010

  • Esta capa é interesantísima:

la-era-del-grafeno

  • Aquí tedes diversas utilidades do grafeno:
  • Sabede que a empresa líder en comercialización de grafeno a escala industrial é española, con sede en Alicante: graphenano. As aplicacións son múltiples e sorprendentes. Nesta ligazón podedes coñecer as últimas novas acerca desta investigación.
Advertisements

Forzas intermoleculares e novos materiais

  • Un dos campos de estudo das forzas intermoleculares é o das superficies hidrófobas. É moi interesante atopar recubrimentos para que as superficies impregnadas con eles non se mollen. Iso implicaría menos manchas e unha adherencia menor no interior dos envases que almacenan líquidos. Ollade algúns exemplos de LiquiGlide® e UltraEver-Dry®:
  • Neste mesmo campo atópase o estudo das pinturas, das tintas que pintan ou non en  determinadas superficies (roruladores que despois se poden borrar), o Teflón® das tixolas…
  • Outro campo de investigación moi importante é o dos adhesivos. Trátase de atopar substancias que logren xenerar enlaces intermoleculares coas superficies que desexamos pegar e, ademáis, conseguir cohesión entre as moléculas do adhesivo:

adhesion

Forzas intermoleculares e tensión superficial

  • A tensión superficial é unha manifestación das forzas intermoleculares. No seo dun líquido as moléculas reciben forzas de atracción estabilizantes en todas direccións. Pola contra, na superficie a estabilización é moito menor. Por este motivo, o líquido amosa certa resistencia a aumentar a súa superficie.
  • A tensión superficial da auga é máis elevada que en outros líquidos a causa dos enlaces por ponte de hidróxeno. Estes enlaces aportan unha cohesión extraordinaria á auga líquida. Aproveitando este efecto, algúns insectos poden andar pola superficie da auga sen afundir.

tension-superficial-mosquito

269px-Paper_Clip_Surface_Tension_1_edit

  • Como consecuencia disto, un líquido tende a presentar o mínimo de superficie posible. Por iso, a auga forma gotiñas con máis facilidade que outros líquidos, como o alcol, que tende a esparcirse sobre a superficie. A 20ºC a tensión superficial do alcol é de 22,3 dinas/cm, mentres que a da auga é de 72.8 dinas/cm e a do mercurio 465. O caso do mercurio é extremo porque os enlaces entre os átomos son de tipo metálico, máis forte que os enlaces por ponte de H da auga.

images

image_2601050

Ecologiablog_bolas_mercurio

  • O caso extremo de tensión superficial dase en ausencia de gravidade o líquido formará unha esfera (forma xeométrica con menor superficie para un mesmo volume). E, no caso do seguinte vídeo, os enlaces entre as moléculas de auga son tan fortes que fan que a auga se deslice polo pano e as mans do astronauta, pero non conseguimos escurrilo, porque non hai gravidade. A cohesión do líquido mantense:

  • Tamén é moi interesante o estudo dos deterxentes. Normalmente a suciedade débese a existencia de graxa. A auga non a pode arrastrar, pois son inmiscibles. O deterxente permite romper a tensión superficial da auga. Unha molécula de deterxente posee unha cabeza polar e unha cola apolar. Oriéntase en torno á graxa e así pódese disolver en auga pola súa parte polar.
  • solucion

    O seguinte vídeo explica moi ben os conceptos anteriores:

 

Forma das moléculas

  • O número de enlaces en torno a un átomo central, ou a presenza de pares de electróns solitarios provocan cambios na xeometría molecular. Nesta simulación podes cambiar todos estes parámetros e observar en 3D o cambio na forma da molécula. Ademáis, podes tamén analizar moléculas reais.

molecule-shapes-screenshot

Polaridade das moléculas

  • Os enlaces heteronucleares presentan unha distribución asimétrica da densidade electrónica, sendo maior cara ao átomo máis electronegativo. Esta asimetría represéntase a través dun vector, e chámase momento dipolar do enlace. Nunha molécula pode haber máis dun enlace, de xeito que o momento dipolar da molécula será o vector que resulte da suma vectorial dos momentos de todos os enlaces, e quedarán densidades de carga en exceso ou en defecto sobre cada átomo da molécula.

slide_7

  • Na seguinte simulación podedes xogar coa electronegatividade de ata tres átomos enlazados para observar o efecto na polaridade total da molécula. Ademáis, podedes rotar no espazo moléculas reais para analizar a distribución real da súa densidade electrónica. Cando esteades na pestana “moléculas reales”, activade todos os items en “vista” e o de “densidade de electrón” en “superficie”:

molecule-polarity-screenshot

Enlace iónico e covalente

  • Tedes aquí unha actividade interactiva para formar as substancias iónicas a partir dos ións correspondentes.
  • Os compostos iónicos (NaCl) experimentan unha disociación en H2O (proceso de solvatación), que vai acompanada da aparición de conductividade eléctrica. As moléculas de auga, por ser polares, estabilizan aos ións do cristal por separado, permitindo a ruptura da rede e xenerando así cargas libres en disolución.
  • 214_Dissociation_of_Sodium_Chloride_in_Water-01
  •  Pola contra, un composto covalente como o azucre non da lugar a ións e, por tanto, non conduce a corrente eléctrica en disolución. Fíxate na seguinte simulación:

sugar-and-salt-solutions-screenshot

 

Esta é a estrutura da sacarosa, o azucre que botamos na auga. Está formado por enlaces covalentes tipo C-C, C-H, C-O e O-H. Estes enlaces non poden ser rotos polas moléculas de auga:

sacarosa