Estados de la Materia: Sólido, Líquido, Gaseoso y Plasma
Sólidos
Las moléculas en los sólidos tienen poco espacio entre ellas, lo que genera que la masa esté compactada y con poco movimiento molecular.
Líquidos
En los líquidos, hay mayor espacio de separación entre las moléculas, por lo tanto, hay más movilidad. Al congelarse, sus moléculas se compactan; a este fenómeno se le llama solidificación. Al aplicar calor, se separan las moléculas; a este fenómeno se le llama evaporación.
Gases
Los espacios intermoleculares en los gases son muy amplios, lo que genera gran movilidad. Al aplicar frío, el gas puede pasar a un estado líquido (condensación) o sólido (sublimación inversa o deposición).
Diferencias entre Anión y Catión
Un anión es un ion capaz de ganar electrones porque tiene en su último nivel de valencia espacio para recibirlos. Tiene mayor capacidad para aceptar electrones que para perderlos. Por el contrario, un catión es un ion capaz de perder electrones porque tiene en su último nivel de valencia electrones de más. Tiene mayor capacidad para perder electrones.
¿Cómo se encuentran las partículas en los Sólidos, Líquidos y Gases?
Líquidos
Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos, las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas. Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad. En los líquidos, el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía). |
Sólidos
Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes, de modo que ocupan posiciones casi fijas. En el estado sólido, las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido. Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas. Al aumentar la temperatura, aumenta la vibración de las partículas. |
Gases
Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos. En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas, el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño. Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite; si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas, éste pasará a estado líquido. Al aumentar la temperatura, las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión. |
Definiciones de Propiedades de la Materia
La tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones. En mineralogía, la tenacidad es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.
La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes; entre otras. También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.
La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad, todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento.
La compresibilidad es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos los cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una presión o compresión determinada, manteniendo constantes otros parámetros.
La tensión superficial de un líquido es la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto, tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido.
Diferencias entre Líquidos y Gases
Los líquidos fluyen y son visibles. Los gases algunas veces son visibles y otras, invisibles. Un líquido no se puede verter de un recipiente a otro como un gas. Un gas, por lo general, se disolverá con el medio que lo rodea. Los gases tienen una constante universal que relaciona la presión a la que se encuentran, el volumen y la temperatura. Los gases se pueden expandir y comprimir; los líquidos difícilmente tienen esta propiedad.
Los Cuatro Estados de la Materia
Los cuatro estados de la materia son: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Si tomas al agua como un ejemplo de materia, los primeros tres estados son los siguientes: hielo (sólido), agua (líquido), vapor (gaseoso). El estado de plasma del agua estaría formado por núcleos de hidrógeno y electrones. Las estrellas están hechas de plasma, entonces el plasma es la materia más abundante en el Universo.
Definición de los Cuatro Estados de la Materia
- Sólido: Tienen forma y volumen definido.
- Líquido: Tienen volumen definido, pero su forma es variable. Cambio físico: Congelación – cambiar del estado líquido a sólido.
- Gas: No tienen forma ni volumen definido; toman la forma y el volumen del envase que los contiene.
- Plasma: Presenta características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es considerado otro estado de agregación de la materia. Como el gas, el plasma no tiene una forma definida o un volumen definido, a no ser que esté encerrado en un contenedor; pero a diferencia del gas, en el que no existen efectos colectivos importantes, el plasma, bajo la influencia de un campo magnético, puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles.2 Los átomos de este estado se mueven libremente; cuanto más alta es la temperatura, más rápido se mueven los átomos en el gas, y en el momento de colisionar, la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de electrones.3