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Características de los estados de la materia

Estamos rodeados de materia. Todo a nuestro alrededor, incluso nosotros mismos, es materia. Aunque toda la materia es diferente, hay una serie de características que nos permiten clasificarla según su estado de agregación, es decir, de cómo se mantienen unidas sus moléculas entre sí.

Hay varios criterios generales para clasificar y describir las características de los estados de la materia. Estos son el Volumen, la forma y la compresibilidad y la cohesión molecular. El volumen se refiere al lugar que ocupa un cuerpo en el espacio, el cual puede ser constante, expandirse o contraerse. La forma se toma en consideración en cuanto a que la materia de que se trata pueda adquirir la forma del recipiente que la contiene, llenándolo todo, o bien, que conserva su forma propia. La compresibilidad es la capacidad que tiene un cuerpo de ser comprimido, para ocupar un volumen menor. La cohesión se refiere a la fuerza con que las moléculas que forman la materia se unen entre sí. Estas uniones pueden ser fuertes o débiles.

Características del estado sólido de la materia

En el estado sólido las moléculas de la materia mantienen fuertes fuerzas de cohesión entre sí, lo que les permite tener una forma y volumen constante, es decir, que conservan su propia forma, su volumen siempre es el mismo y son incompresibles, o sea, que no se pueden comprimir y reducir su volumen. Debido a la cohesión de sus moléculas, es común que al cambiar su forma lleguen a un punto en que se rompan, ya que sus moléculas no se deslizan fácilmente unas sobre otras. Ejemplos de este estado de la materia, son los metales, la madera o el plástico.

  • Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión muy fuertes, por lo que están muy juntas.
  • Tienen forma constante.
  • Tienen volumen constante
  • No pueden comprimirse.
  • Sus moléculas tienen poca movilidad, por lo que, aunque pueden estirarse, con la aplicación de fuerza tienden a romperse.

Características del estado líquido de la materia

En el estado líquido las fuerzas de cohesión entre las moléculas son menores, permitiendo que se deslicen unas sobre otras. Esta capacidad de deslizamiento de las moléculas les permite mantener un volumen constante y a la vez adoptar la forma del recipiente que las contenga, llenando sus huecos. También son incompresibles no pudiendo disminuir su volumen. Son fluidos, por lo que si se interrumpe su chorro y luego se continúa, vuelve a cohesionarse para formar un solo cuerpo. Ejemplos de líquidos son el agua, el mercurio o el magma volcánico.

  • Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión fuertes, por lo que están muy juntas, pero pueden deslizarse unas sobre otras.
  • No tienen forma definida, por lo que toman la forma del recipiente que los contiene.
  • Tienen volumen constante
  • No pueden comprimirse
  • Sus moléculas tienen mucha movilidad, por lo que tienden a mantenerse juntas aunque se interrumpa su flujo o se le aplique una fuerza.

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Características del estado gaseoso de la materia

En este estado de la materia, la cohesión de las moléculas es muy débil, por lo que están muy separadas unas de otras. No tienen forma definida, pudiendo adoptar la del recipiente que las contenga. Al tener fuerzas de cohesión débiles que tienden a repelerse, su volumen tampoco es constante, ocupando el mayor volumen posible, pero que a la vez puede comprimirse hasta ocupar un volumen muy pequeño. Ejemplos de materia en estado gaseoso son el aire, el gas de cocinar o el humo.

  • Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión débiles, por lo que están separadas y se mueven libremente.
  • No tienen forma definida, por lo que toman la forma del recipiente que los contiene.
  • Al estar tan separadas, no tienen volumen constante, por lo que pueden comprimirse y ocupar un volumen menor.
  • Por su separación molecular, no conducen la electricidad.

Características del estado plasma de la materia

Actualmente escuchamos mucho esta palabra, sobre todo cuando escuchamos sobre televisores planos. El plasma es un cuarto estado de la materia.  Bajo ciertas condiciones el estado de plasma es semejante al estado gaseoso: su cohesión molecular es muy débil, no tiene forma definida, adquiere la forma del recipiente que la contiene y es compresible. Un gas tiene en condiciones generales un bajo nivel de ionización, por lo que sus moléculas son estables y el gas no es conductor de electricidad. La diferencia con el estado gaseoso consiste en que en el plasma la mayoría de sus moléculas están ionizadas, lo que significa que tienen cargas eléctricas, que al ser sometidas a un campo magnético o eléctrico, reaccionarán acelerando las partículas y provocando choques que las harán desprender partículas subatómicas. Este fenómeno es aprovechado en inventos como las lámparas ahorradoras, donde los filamentos producen un campo eléctrico que al acelerar las moléculas del vapor de mercurio que se encuentra dentro de la lámpara, hace que choquen y emitan fotones, o sea, luz. Este mismo principio es el que se aplica en las pantallas de plasma, donde cada pixel (cada punto de color) está compuesto de tres celdas, una por cada color (verde, rojo y azul); cada una de ellas contiene gas neón o xenón, que al ser sometido a polarización y por las diferencias de voltaje, emiten fotones; la combinación de celdas que emiten fotones y la cantidad de fotones emitidos, es lo que permite mostrar cualquier color en ese pixel.

  • Comparten las características generales de los gases.
  • Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión débiles, por lo que están separadas y se mueven libremente.
  • No tienen forma definida, por lo que toman la forma del recipiente que los contiene.
  • Al estar tan separadas, no tienen volumen constante, por lo que pueden comprimirse y ocupar un volumen menor.
  • Sus moléculas están ionizadas, por lo que es conductor de la electricidad.

Estados de la materia

 

Otro criterio a tomar en consideración para describir los estados de agregación de la materia, son los de temperatura y presión, ya que un mismo cuerpo puede tener distintos estados si varía la temperatura o la presión a la que es sometido. Ejemplo de esto es el agua. A temperaturas promedio (entre 1°C y 90°C) el agua es líquida. Cuando la temperatura aumenta se evapora y pasa al estado gaseoso. Este punto de evaporación está en relación a la altura sobre el nivel del mar. A nivel del mar el agua hierve a 100° C, mientras que al aumentar la altura, el punto de ebullición disminuye; por ejemplo, a 2,000 metros de altura (como en la Ciudad de México) el punto de ebullición es de 92° C.  Por otro lado, el agua adquiere el estado sólido cuando está a muy bajas temperaturas. A partir de los 0° C el agua se congela y se solidifica. Se mantendrá sólida mientras mantenga esas bajas temperaturas. Conforme aumenta la temperatura, vuelve al estado líquido.

Cambios de estado de agregación de la materia:

No toda la materia cambia de estado de la misma forma. Algunos pueden pasar de sólidos a gases sin pasar por el estado líquido, por ejemplo. Los nombres de los cambios de estado, son los siguientes:

Fusión. Es cuando un sólido pasa al estado líquido por la acción del calor. Es lo que sucede por ejemplo cuando el hierro se calienta a más de 4,500° C.

Solidificación. Es lo que sucede cuando un líquido pasa al estado sólido, generalmente al disminuir su temperatura. Es lo que pasa cuando el agua llega a temperaturas de 0° o menores.

Evaporación. Es cuando un líquido, después de aumentar su temperatura pasa al estado gaseoso. Sucede por ejemplo con el amoniaco, que se evapora a temperatura ambiente.

Sublimación. Es cuando un sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Esto es apreciable con el CO2 sólido (también llamado hielo seco).

Sublimación inversa. Es el proceso inverso al anterior, cuando un gas pasa al estado sólido sin pasar por el líquido. Esto sucede por ejemplo cuando los vapores de yodo se someten a bajas temperaturas, formándose cristales de yodo.

Condensación. Esto sucede cuando un vapor baja su temperatura, tomando su forma líquida, más estable a esa temperatura. Es lo que sucede con el vapor de agua al reducir la temperatura a menos de 90 o 100° C.

Licuefacción. En este proceso, una materia que en condiciones normales de temperatura y presión atmosférica es un gas, se somete a altas presiones y bajas temperaturas, haciendo que tome el estado líquido. Es el proceso al que es sometido el gas licuado de petróleo para ser transportado y almacenado para su uso doméstico en las estufas.

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2015

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