Introducción a la Química

Los 3 estados de agregación de la materia y otros 2

Estados de agregación de la materia

Como ya hemos visto en otro articulo en el que se daba la definición de materia, la materia esta compuesta por moléculas y dichas moléculas a su vez están formadas por átomos. En la naturaleza pueden encontrarse tres estados de agregación de la materia, que básicamente se diferencian por la fuerza de atracción entre las moléculas, otorgando propiedades diferentes a la misma.

¿Cuáles son los 3 estados de agregación de la materia?

Los estados de agregación en los que se puede presentar la materia en la superfici terrestre son: sólido, liquido y gaseoso. Antes de ver en detalle las propiedades de cada estado de agregación de la materia, es oportuno dar una explicación a la existencia de estos 3 estados y lo que sucede en cada uno de ellos a nivel microscopico.

Las interacciones entre partículas en los distintos estados de agregación de la materia.

Las moléculas, es decir las partículas que constituyen la materia se mantienen unidas entre si gracias a la acción de fuerzas intermoleculares. Estas son fuerzas de atracción que se originan gracias a la acción electrostática que ejercen los núcleos atómicos sobre los electrones de los átomos próximos y viceversa (dado que el nucleo es positivo, gracias a los protones y los electrones son negativos, se origina una fuerza de atracción electrostática entre las cargas opuestas). Los estados de agregación de la materia están caracterizados por las fuerzas de cohesión que actúan en cada caso sobre las partículas que componen la porción de materia que estamos analizando.

Dada su capacidad de fluir, los líquidos y gases reciben el nombre de fluidos al contrario de los sólidos que son rígidos.

El estado Solido

Ejemplo de un sólido
Ejemplo de un sólido

En este estado, las fuerzas de cohesión son relativamente intensas, y si se pudiera observar un sólido a nivel molecular, notaríamos que todas las partículas que lo componen (moléculas, átomos o iones) se encuentran compactadas, dando forma y volumen definidos al cuerpo en cuestión.  Generalmente, se suele dar una imagen representativa que simplifica la comprensión y es la siguiente figura.

Estado Sólido
Sólido

Como podemos observar en la imagen anterior, las partículas se encuentran y se mantienen en posiciones fijas. Esto no quiere decir que no haya movimiento, ya que poseen un cierto movimiento vibratorio, pero la distancia entre ellas no cambia.

Un sólido se caracteriza por tener forma y volumen propio y constante, además de presentar una estructura ordenada.

Propiedades del estado sólido:

  • Cohesión (atracción).
  • Movimiento vibratorio.
  • Forma propia.
  • No pueden comprimirse.
  • Volumen definido. 

Utilizar la flecha al lado del título “estado sólido” para ver el “estado líquido”.




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El estado líquido

Ejemplo de un liquido
Ejemplo de un líquido

En el estado líquido las fuerzas de cohesión no son tan fuertes como en el estado sólido, por lo tanto las partículas tienen una cierta libertad de movimiento. Sin embargo, la fuerza es suficiente para que las partículas se mantengan a una distancia media constante entre ellas, en vez de separarse por completo. Por este motivo los líquidos no tienen una forma definida, sino que toman la forma del recipiente que los contienen. El volumen sin embargo permanece constante (si tenemos un litro de agua, en una botella y lo metemos dentro de una piscina, de todos modos seguirá siendo 1 litro, es decir, el mismo volumen).

Estado Líquido
Líquido

Un liquido se caracteriza por NO tener forma propia pero si un volumen propio y constante.

Propiedades del estado líquido:

  • Cohesión menor que en el estado sólido (regular)
  • Mayor movimiento de partículas = mayor energía cinética.
  • Sin forma definida = toma la forma del envase que lo contiene.
  • En frío se comprime, excepto el agua.
  • Posee fluidez.

Utilizar la flecha al lado del título “estado líquido” para ver el “estado gaseoso”.

El estado gaseoso

Ejemplo de estado gaseoso
Ejemplo de estado gaseoso

En el estado gaseoso, las fuerzas de cohesión entre las partículas son  muy débiles, prácticamente nulas. Esta situación otorga a las partículas gran movilidad. Estas partículas tienden a estar a grandes distancias entre ellas, cuando tiene el “espacio” necesario para hacerlo; se encuentran a distancias variables y tienden a ocupar todo el volumen disponible. Por tal motivo los gases tienen forma y volumen variables.

Estado Gaseoso
Estado Gaseoso

Un gas se caracteriza por NO tener forma propia ni un volumen propio.

Propiedades del estado gaseoso:

  • Cohesión casi nula entre las partículas.
  • Sin forma definida.
  • Sin volumen definido.
  • Pueden comprimirse fácilmente.
  • Ejercen presión sobre las paredes del recipiente que lo contienen.
  • Se mueven con libertad.

Otros 2 estados de agregación de la materia

En realidad. la materia se presenta en cinco estados o formas de agregación: sólido, líquido, gaseoso que son los que hasta aqui hemos visto y que se encuentran de forma natural en nuestro planeta, pero existen otros 2 estados de agregación en los que se puede presentar la materia, y estos son: plasma y condensado de Bose-Einstein.

El Plasma

El plasma es un gas en el que los átomos se han roto, dando lugar a iones positivos (átomos que han perdido electrones) y electrones libres que se han separado del átomo. Esta situación ocurre naturalmente en el Sol, donde el gran numero de colisiones (“choques”) entre átomos hace que estos se encuentren en gran parte “ionizados”, haciendo que el gas se comporte como un plasma.

El plasma tiene la capacidad de conducir la electricidad y los campos magnéticos influyen fuertemente sobre él.

El Condensado Bose-Einstein

En el Condensado de Bose-Einstein sucede que los átomos están en un mismo espacio pero con una característica distintiva: todos actúan como uno solo.

Puedes encontrar más información sobre el condensado Bose-Einstein (BEC) en el sitio web de la Universidad de México.

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