La materia presente en nuestro entorno, puede presentarse en diferentes estados de la materia: gaseoso, líquido y sólido. También existen algunos casos especiales de agregación caracterizados por presentar aspectos combinados de los tres anteriores.
El cuarto y quinto estado de la materia no se produce de forma natural en el entorno. Estos son: el plasma y el condensado de Bose – Einstein, respectivamente. La materia se presenta en uno u otro estado, depende de una serie de variables. En este artículo, encontrarás detalladamente cuáles son los estados de la materia y qué características particulares posee cada uno de ellos.
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Propiedades características de los estados físicos de la materia
Los materiales están formados por la agrupación de moléculas. Estas a su vez, están formadas por átomos, la fuerza de atracción capaz de mantenerlos unidos se llama cohesión, la cual influye en el estado físico de los materiales.
Pero las moléculas no están en íntimo contacto, sino separadas unas de otras por la acción de una fuerza repulsiva, que se opone a la cohesión o fuerza atractiva. Según el grado de intensidad de ambas fuerzas, la materia se agrupa y reúne de modos distintos. Reciben el nombre de estados físicos o fases de la materia.
Existen tres estados clásicos de la materia y son los siguientes:
Estado sólido
Las partículas del estado sólido de la materia están muy compactas y ocupan posiciones relativamente fijas. Lo que hace que los sólidos tengan forma definida.
Un sólido puede soportar fuerzas y sufrir apenas un ligerísimo cambio de forma temporal. Tan pronto como cesa la fuerza (siempre que no sea muy grande), el sólido vuelve a sus dimensiones originales.
Muchos sólidos son cristalinos, esto es, que forman estructuras tridimensionales regulares. Son rígidos, incomprensibles. Además, sus moléculas están ordenadas geométricamente, esto implica un ordenamiento de los átomos, unidos entre sí por fuerzas de magnitud considerable.
La sal común forma cubos. Asimismo, el azufre forma cristales de forma rómbica. Por otro lado, la esmeralda formas prismas alargados de seis lados. Por su parte, el cobre metálico forma octaedros.
Estado gaseoso
Un gas es un fluido que ocupa en su totalidad el recipiente que lo contiene, a la vez que ejerce una presión igual sobre toda la superficie de las paredes del recipiente. En cuanto a su descripción microscópica, tenemos el movimiento caótico de sus moléculas, presentan un caos molecular y unas fuerzas moleculares débiles.
Estado líquido
El estado líquido puede ser considerado como una condición intermedia. En el cual, se ponen de manifiesto algunas de las propiedades de los sólidos y de los gases.
Los líquidos, al igual que los gases, fluyen fácilmente bajo una fuerza aplicada. Pero también como los sólidos son densos. Con respecto al orden molecular, los líquidos son intermedios entre los sólidos y los gases. Las moléculas de los líquidos están reunidas con cierta regularidad.
Los líquidos, al igual que los gases fluyen con facilidad. Pero al igual que los sólidos, tienen un volumen definido.
Cambios de estados o de fases de la materia
Los cambios físicos y químicos que provocan que la materia cambie de estado o de fase son:
Punto de fusión
El proceso mediante el cual un sólido se transforma en líquido, se conoce como fusión. Po otro lado, el proceso inverso, la conversión de un líquido en un sólido se denomina solidificación.
El punto de fusión de un sólido cristalino, se define como la temperatura a la cual el sólido se transforma en líquido, a la presión de una atmósfera.
La temperatura a la que un líquido puro, se solidifica y la que corresponde al punto de fusión, son iguales. Por lo tanto, podemos decir, que el punto de fusión y solidificación de una sustancia, es la temperatura. En tal sentido, las dos fases sólido y líquido pueden existir en equilibrio, una en presencia de la otra, a la presión de una atmósfera.
Sublimación
Hay algunos sólidos, que no se funden al ser calentados, sino que se vaporizan directamente. En concreto, se convierten rápidamente en vapor. La vaporización de un sólido se denomina sublimación.
La naftalina es un ejemplo de sublimación, las bolitas usadas contra las polillas, disminuyen de tamaño con el tiempo, hasta desaparecer completamente. El dióxido de carbono sólido, también llamado hielo seco es otro ejemplo de sublimación.
Punto de ebullición
El paso de una sustancia líquida, al estado de vapor, se conoce como evaporación. El caso contrario, el cambio del estado gaseoso al estado líquido, se denomina condensación.
Un líquido hierve al llegar a su punto de ebullición, que es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido se iguala a la presión atmosférica. Además, es igual al punto de condensación.
En general, el punto de ebullición de una sustancia, depende de la masa de sus moléculas. También, de la intensidad de las fuerzas atractivas existentes entre ellas.
Otros estados de la materia
Existen otros estados físicos de la materia que han sido descubiertos en laboratorios bajo condiciones extremas. Sin embargo, pueden ser apreciados en nuestro entorno. Estos nuevos estados son:
El plasma
Es considerado el cuarto estado de la materia y ocurre cuando la materia se calienta a temperaturas muy elevadas (mayores a 5000 °C). Las colisiones entre partículas son tan violentas que los electrones se separan de los átomos.
Este estado de la materia está compuesto de electrones, también de iones positivos. La mayor parte del universo está formado por plasma.
Las estrellas se encuentran en estado de plasma. El espacio externo realmente no está vacío está ocupado por un ligero plasma. De igual forma, la materia de un tubo de neón o de un ciclotrón se encuentra en forma de plasma.
Condensado de Bose – Einstein
Es considerado el quinto estado de la materia. Se caracteriza principalmente porque a bajas temperaturas cercanas al cero absoluto, las partículas que conforman el material pasan al estado fundamental (el nivel de mínima energía).
El condensado de Bose-Einstein es un fenómeno cuántico. En ese sentido, ocurre para ciertos materiales a bajas temperaturas, es una propiedad de los bosones. Asimismo, trae como consecuencia diferentes propiedades que han permitido el desarrollo tecnológico.
