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Geometría molecular por repulsión de pares de electrones (TRPECV)

Esta simulación sencilla, muestra todas las geometrías de las moléculas más habituales
Molecule Shapes

Ejercicios:
 http://ntic.educacion.es/w3//eos/MaterialesEducativos/mem/moleculares/programa/html/index.htm

Regla:


¿Motivos? Los electrones no compartidos están más localizados, y para minimizar repulsiones es preciso que se encuentren lo más alejado posible. 

Geometría  según tipo de molécula:

 
Visualizando moléculas según VSEPR (Muy bueno):



Con este otro  visualizador de moléculas en 3D se pueden observar las geometrías de las moléculas más habituales:
  • Lineal
  • Angular
  • Trigonal plana
  • Pirámide trigonal
  • Tetraedro
  • Bipirámide trigonal
  • Ver vio (See Saw) ¿?
  • Forma de T
  • Pirámide cuadrada
  • Cuadrada plana
  • Octaédrica
Gracias al Dr. John Pollard y colaboradores por sus animaciones




Simulaciones de dinámica de partículas

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/dinamsist/dinamsist_portada.html

Dinámica de la partícula: planos inclinados

Planos inclinados
Explora las fuerzas que actúan en un tira y afloja o empuje un refrigerador, caja, o una persona. Crea una fuerza aplicada y ver cómo se hace mover objetos. Cambia la fricción y observa cómo afecta el movimiento de los objetos. 

Fuerzas y Movimiento:Fundamentos
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Explora las fuerzas en el trabajo cuando tratas de empujar un archivador. Crear una fuerza aplicada y ve la fuerza de fricción resultante y la fuerza total que actúa sobre el gabinete. Los gráficos muestran la fuerza, posición, velocidad y aceleración en función del tiempo. Vea un diagrama de cuerpo libre de todas las fuerzas (incluyendo las fuerzas gravitatorias y normal). 

Fuerzas y movimiento
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La Rampa
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Rampa: Fuerzas y movimiento
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Calculadora gráfica: derivada y segunda derivada

El objetivo de este modelo es entender que la derivada en un punto de una función representa la pendiente de la recta tangente a la gráfica en dicho punto.

En cinemática, si representamos las coordenadas x, y , z del vector de posición, podremos determinar las coordenadas del vector velocidad (vx, vy, vx) y del vector aceleración (ax, ay, az)

Movimiento de proyectiles

Tiro horizontal
Consideramos que el sistema de referencia se encuentra en el suelo, y por lo tanto en el instante inicial:
Los vectores que describen el movimiento son:

Tiro parabólico
Consideramos que el sistema de referencia se encuentra en el suelo, y por lo tanto en el instante inicial:
Los vectores que describen el movimiento son:

Gráficas de posición-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración-tiempo en 1D

Con esta animación podremos construir diversas gráficas r-t, v-t y a-t de distintos tipos de movimientos: 
  • MRU
  • MRUA 
Observa como es muy difícil recrear estos dos movimientos y cómo la aceleración está afectada de pequeñas oscilaciones.
The Moving Man
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Trayectorias

La trayectoria de un móvil viene determinada por la dirección y sentido que llevan en cada instante dos vectores: 
  • Vector velocidad
  • Resultante de las fuerzas que actúan, que va a determinar el vector aceleración
Ladybug Motion 2D
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Mapa conceptual
http://cmapspublic3.ihmc.us/rid=1HSFZLGML-GKC5TJ-31KK/Movimientos.cmap

Dinámica de sistemas de partículas: labotatorio de choques

Cantidad de movimiento de un sistema de partículas
Energía cinética de un sistema de partículas

Choques:
  1. Choque elásticos : conservación de la cantidad de movimiento y de la energía cinética
  2. Choques inelásticos : sólo se conserva la cantidad de movimiento del sistema, Después del choque las partículas quedan empotradas o dispersas.
  3. Choques no elásticos : sólo se conserva la cantidad de movimiento. Evaluamos el % de carácter elástico a través del ceficiente de restitución
Según las dimensiones en que se produzca el choque, tendremos:
  • Unidimensionales: Sólo hay movimiento a lo largo de un eje (choques en línea recta)
  • Bidimensionales: choques en 2D (bolas de billar: todas las velocidades se describen con dos coordenadas x, y)
  • Tridimensionales: 3D

Representación de estructuras de Lewis


1. Averigua el número de enlaces que en “teoría” habrán en la molécula. Digo en teoría porque en muchas ocasiones la estructura de Lewis definitiva no tendrá el mismo número de enlaces (bonds) que te ha salido en este paso provisional. Para que lo entiendas voy a hacer la estructura del fluoruro de boro BF3.

  • Para calcular el número de electrones disponibles se multiplica el número de átomos que haya por el número de electrones de valencia de cada átomo, para saber el número de electrones de valencia tienes que saber a qué grupo de la tabla periódica pertenece. Por ejemplo, si se trata de Boro tendrá 3 electrones de valencia (grupo III A), si se trata de fósforo tendrá 5 electrones de valencia (grupo V A).
  • Para determinar el número de electrones necesarios se multiplica el número de átomos que haya por el número de electrones que necesita para que tenga el mismo número de electrones que el gas noble de su periodo. Si se trata del boro serían 8 (para que alcance configuración electrónica de Neon), si se trata del hidrógeno serían 2 (para que alcance configuración electrónica de Helio)
2.   Dibuja el esqueleto de la estructura. Atendiendo al número de enlaces del paso 1 dibuja la estructura que le corresponde. REPITO el paso 1 no es determinante, es sólo una aproximación, lo único que verdaderamente te confirma una buena estructura de Lewis son las cargas formales ( formal charge ). Para saber cómo se calculan las cargas formales de un átomo mira esto.
Captura de pantalla 2014-01-15 a la(s) 20.23.36
NOTA: En el Fluor de abajo falta un +1 de carga formal!!!
3. Minimiza la separación de cargas. Si es una molécula neutra la suma de las cargas formales debe ser cero, eso es evidente. Ahora bien, lo ideal es que TODOS los átomos de la molécula tengan CARGA FORMAL NULA. Esto no siempre es posible (como en el caso del monóxido de carbono CO) pero casi siempre se pueden hacer modificaciones para lograrlo. Estas modificaciones consisten en :
  • OPCIÓN A: Mover pares de electrones solitarios de átomos periféricos para situarlos como dobles enlaces.
  • OPCION B: Mover par de electrones que forman doble enlace a pares solitarios de un átomo periférico.
 
 Como ves, poniendo el doble enlace del fluor como par solitario se han modificado las cargas formales siendo todas nulas ahora.
Ésta es la estructura de Lewis CORRECTA. El hecho de que todas las cargas formales sean nulas GARANTIZA que la estructura del BF3 es definitivamente así. REPITO las cargas formales es la herramienta MÁS FIABLE para realizar correctamente Lewis.
Si quieres ver más ejemplos puedes mirar las estructuras de Lewis que preparé para química de ingeniería de la UJI


Con este pequeño programilla se pueden dibujar fácilmente las estrcturas de Lewis de las moléculas más habituales.

Gracias al Dr. John Pollard y colaboradores por sus animaciones

Interacciones de NO enlace o fuerzas intermoleculares.

 Como recordarás existen diferentes interacciones:
  1. Entre átomos, es decir interatómicas. Son los verdaderos enlaces químicos: iónicos, covalentes o metálicos.
  2. Interacciones intermoleculares, que engloban a aquellas interacciones de "no enlace". Entre ellas encontramos:
    • Enlaces por puentes de hidrógeno. Explican las anomalías en las propiedades físicas, químicas o estructurales de moléculas covalentes que presenten alguno o varios de estos enlaces: H-F, H-O, H-N
    • Fuerzas de Van der Waals que aparecen:
      • Entre moléculas polares, es decir entre dipolos permanentes. A estas las llamaremos fuerzas de orientación.
      • Entre una molécula polar (dipolo permanente) y una molécula apolar en la que se puede inducir un dipolo. Por ejemplo: $$HCl\quad (polar)\quad y\quad C{ H }_{ 4 }\quad (apolar)$$


 

      • Entre moléculas apolares en las que se pueda inducir un dipolo mediante la formación de un dipolo temporal. A estas las llamaremos fuerzas de dispersión o fuerzas de London. Son las mas débiles de todas, y por ello en muchos casos, incluso a temperatura ambiente si siquera podemos manifestarlas debido a que la agitación molecular las destruye.

http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Presentaciones/NoEnlace.htm
El último caso es la solvatación de iones mediante moléculas polares. Serían interacciones ión-dipolo, que darían lugar a que los iones  se rodean de moléculas polares (dipolos permanentes) que se orientan de acuerdo con la carga del ión.



Diamante y grafito

En la escala de Mohr el diamante ocupa el primer lugar en dureza, mientras que el grafito, que forma parte de las pilas AA y de la mina de los lapiceros, es fraágil y exfoliable....y sin embargo ambos son la misma sustancia pura y simple: CARBONO.


¿Podrías justificar este comportamiento observando la estructura de el diamante y del grafito?

¿Sería correcto decir que diamante y grafito son dos sustancias diferentes?