La Materia y sus Estados

En la naturaleza  la materia se presenta en distintos estados de agregación, con características y propiedades diferentes. Para poder comprender el comportamiento de la materia en sus diferentes estados, los científicos diseñaron un modelo llamado modelo cinético-corpuscular de la materia o simplemente modelo de partículas, que permite imaginar e interpretar la estructura íntima de los materiales.

Las ideas más importantes de este modelo son:

• La materia está compuesta por partículas.
• La diversidad de materiales se debe a la variedad de partículas que existe.
• Entre las partículas hay espacio vacío.
• Entre las partículas se ejercen fuerzas de diferentes intensidades.
• Las partículas de la materia están en movimiento (poseen energía cinética)
• Cuanto mayor es la temperatura tanto mayor es la energía de las partículas, y mayor su posibilidad de moverse y chocar entre ellas y con las paredes del recipiente.
• Los choques entre las partículas son perfectamente elásticos; esto significa que al chocar, las partículas no pierden energía.

De acuerdo a este modelo, los científicos caracterizaron los estados de la materia de la siguiente manera:

SÓLIDOS

Las partículas de un material sólido se atraen entre sí con gran intensidad, están situadas muy cercas unas de otras casi sin espacios vacíos entre ellas, ocupando posiciones fijas en el espacio en un ordenamiento regular, lo que permite que los sólidos tengan forma y volumen propio.

También pueden mantener su forma a pesar de las presiones (son incompresibles), ya que no pueden "juntarse" para ubicarse en un volumen menor que el que ocupan.

LÍQUIDOS

En los líquidos las partículas se atraen con menos intensidad que en los sólidos, pero con la suficiente fuerza como para que estén bastante cerca unas de otras, con pequeños espacios vacíos entre ellas; por eso los líquidos son casi incompresibles, pero sus partículas conservan la libertad de deslizarse unas sobre otras.

Las partículas de los líquidos, al no tener posiciones fijas, pueden tomar la forma del recipiente donde se encuentran, por eso los líquidos tienen volumen propio, pero no forma, ya que se adaptan al recipiente.

GASES

Los gases no tienen forma ni volumen propio, las partículas del gas chocan entre sí y con las paredes del recipiente, moviéndose en línea recta a gran velocidad.

Las partículas están muy alejadas unas de otras, ocupando todo el espacio disponible y dejando mucho espacio vacío entre ellas.

Frente a los aumentos de presión, las partículas de gas tienden a "juntarse", por lo cual los gases son compresibles.

¿EXISTEN OTROS ESTADOS?

En la actualidad, con el avance de las investigaciones, existen otros estados de agregación que se producen en condiciones de presión y temperatura extremas, tales como el plasma y el superfluído. 

En la atmósfera de la Tierra, cualquier átomo de una sustancia gaseosa puede perder electrones en su choque con otras partículas, pero los recupera rápidamente o los atrapa de otros átomos cercanos. Donde las temperaturas son muy altas, como el Sol, los átomos y las moléculas tienen tanta velocidad que se producen permanentemente choques, con la suficiente energía como para liberar electrones, generando partículas con carga negativa y dejando partículas con carga positiva por ausencia de sus electrones; estas partículas con carga eléctrica (positiva o negativa) se llaman "iones".

A esta mezcla de iones positivos y negativos, deslocalizados de sus átomos correspondientes, se la considera en sí misma un estado de la materia diferente, llamado PLASMA. 

Las sustancias en este estado se diferencian de los gases a temperatura ambiente, porque adquieren propiedades diferentes, como la conductividad eléctrica.

Las lámparas fluorescentes, los letreros de neón, las pantallas y los monitores contienen gases en estado de plasma. Pueden obtenerse pequeñas cantidades de plasma de baja temperatura y densidad cuando se enciende una vela o un fósforo. 

Algunos gases, como el Helio, adquieren propiedades muy especiales cuando se reduce su temperatura a valores extremadamente bajos.

Al bajar cada vez más la temperatura, se podría predecir que cualquier gas se transformaría en líquido y luego en sólido.

En el caso del helio, éste permanece en estado líquido y nunca se congela, constituyendo un estado llamado SUPERFLUÍDO, en el cual el líquido fluye y se desplaza sin rozamiento, siendo capaz de trepar por las paredes del recipiente que lo contiene y escapar de él.

CAMBIOS DE ESTADO

Muchas veces habrás observado como se derrite un trozo de hielo a temperatura ambiente en un día cálido o cuando se empañan los cristales del automóvil en los días fríos, en ambos casos estás observando cambios de estado del agua.

La materia puede cambiar de estado de agregación. Cada pasaje de un estado a otro recibe un nombre.

• La Fusión es el pasaje de cualquier material del estado sólido al líquido. Por ejemplo cuando se derrite un trozo de hielo.

• La Solidificación es el pasaje de un material en estado líquido al sólido. Por ejemplo cuando se coloca un vaso de jugo en el congelador.

• La Vaporización es el pasaje de un material del estado líquido al gaseoso. Un ejemplo de ellos, es cuando se calienta agua en la pava o se coloca una olla de agua a hervir para luego cocinar fideos.

• La Licuación o Condensación se produce cuando un material en estado gaseoso pasa a estado líquido. Por ejemplo cuando se empaña un vidrio al respirar sobre él.

• La Sublimación (regresiva) es el pasaje de un material del estado gaseoso al estado sólido. Ejemplos de ello son la nieve y la escarcha.

• La Volatilización (o sublimación progresiva) es el pasaje de un material del estado sólido al gaseoso. Por ejemplo: la naftalina que se coloca en el ropero, el hielo seco expuesto a temperatura ambiente.