Estados de la materia (química)

los 6 estados de la materia

1. ESTADOS DE LA MATERIA

2. E n ciencia, se entiende por  materia . Este concepto está asociado con todo aquello que nos rodea y que podemos percibir por los sentidos. Es de lo que está hecho el  Universo : el aire, las rocas, los mares, las plantas, los animales, etc. Todo. Y además sabemos que la materia se presenta con distintas formas. Que no siempre son distinguibles y diferenciables a simple vista. En ciencia, a estas formas se las denominan   estados físicos  o  estados de agregación , porque nos dan una idea de cómo están unidos o agregados sus componentes fundamentales, sean éstos  moléculas ,  átomos ,  iones , etc.

3. ¿Cuántos estados de la materia existen? En concreto son seis los estados físicos de la materia admitidos a día de hoy . N o hay ningún error en su número. En la actualidad el hombre admite la existencia de, por ahora, seis (6) estados para la materia : Sólido Líquido Gas Plasma Condensado de  Bose-Einstein Condensado fermiónico (de  Fermi ).

4. Estado Sólido Un cuerpo sólido es uno de los cuatro estados de agregación de la materia (siendo los otros gas, líquido, plasma y el Bose-Einstein), se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Sus partículas se encuentran juntas y correctamente ordenadas. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas. Un cubo de hielo es un estado solido

5. Manteniendo constante la presión a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida y encontrándose entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas. Esto confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. El sólido más ligero conocido es un material artificial el Aero gel con una densidad de 3 mg/cm3 o 3 kg/m3, el vidrio, que tiene una densidad de 1,9 g/cm³, mientras que el más denso es un metal, el osmio (Os), que tiene una densidad de 22,6 g/cm³

6. Propiedades de los sólidos

7. Elasticidad: Un sólido no recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es un objeto en que podemos observar esta propiedad ya que vuelve a su forma original. Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos fragmentos (quebradizo). Dureza: hay sólidos que no pueden ser rayados por otros más blandos. El  diamante es un sólido con dureza elevada. Forma definida: Tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo hacen los gases y los líquidos, excepto bajo presiones extremas del medio. Alta densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercanía de sus moléculas por eso se dice que son más “pesados” Flotación: Algunos sólidos cumplen con esta propiedad, solo si su densidad es menor a la del líquido en el cual se coloca .

8. Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su estado de reposo. Tenacidad: En ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un material a que se propaguen fisuras o grietas. Maleabilidad: Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados por deformación. La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa, teniendo en común que no existe ningún método para cuantificarlas. Ductilidad: La ductilidad se refiere a la propiedad de los sólidos de poder obtener hilos de ellas.

9. Estado Liquido El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas Su forma es esférica si sobre él no actúa ninguna fuerza externa. Por ejemplo, una gota de agua en caída libre toma la forma esférica que las de los gases. Agua

10. Como fluido sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un líquido queda definida por su contenedor. En un líquido en reposo sujeto a la gravedad en cualquier punto de su seno existe una presión de igual magnitud hacia todos los lados, tal como establece el principio de Pascal. Si un líquido se encuentra en reposo, la presión hidrostática en cualquier punto del mismo viene dada por : P= pgz

11. Estado G aseoso 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 . G as

12. 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:

13. Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal.

14. Plasma En física y química, se denomina plasma al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético, por eso son buenos conductores eléctricos y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance . Lámpara de Plasma

15. Formas comunes de plasma Producidos artificialmente Plasmas  terrestres Plasmas  espaciales  y  astrofísicos : En los televisores o monitores con  pantalla de plasma . En el interior de los  tubos fluorescentes  (iluminación de bajo consumo). 8 En soldaduras de arco eléctrico bajo protección por gas (TIG, MIG/MAG, etc .) Los  rayos  durante una tormenta. La  ionosfera . La  aurora boreal . Las  estrellas  (por ejemplo, el  Sol ). Los  vientos solares . El  medio interplanetario  (la materia entre los  planetas del   Sistema Solar.

16. Condensado de Bose-Einstein En física, el condensado de Bose-Einstein es el estado de agregación de la materia que se da en ciertos materiales a muy bajas temperaturas. La propiedad que lo caracteriza es que una cantidad macroscópica de las partículas del material pasan al nivel de mínima energía, denominado estado fundamental. Distribución de momentos que confirma la existencia de un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein.

17. El condensado es una propiedad cuántica que no tiene análogo clásico. Debido al principio de exclusión de Pauli, sólo las partículas bosónicas pueden tener este estado de agregación: si las partículas que se han enfriado son fermiones, lo que se encuentra es un líquido de Fermi .

18. Eric Cornell  y Carl Wieman  lograron en 1995 por primera vez, enfriar átomos al más bajo nivel de energía, menos de una millonésima de Kelvin por encima del cero absoluto, una temperatura muy inferior a la mínima temperatura encontrada en el espacio exterior. Utilizaron el método de enfriamiento por láser, haciendo que la luz rebote en los átomos con más energía que su impacto sobre los mismos.

19. Cuando los fotones rebotan en el átomo, el electrón en el átomo que absorbe el fotón salta a un nivel superior de energía y rápidamente salta de regreso a su nivel original, expulsando el fotón de nuevo, logrando el descenso de su temperatura.

20. Condensado fermiónico El condensado fermiónico es un estado de agregación de la materia en el que la materia adquiere superfluidez. Se produce a temperaturas muy bajas, cercanas al cero absoluto. Fue creado en la Universidad de Colorado por primera vez en 1999; el primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003.

21. El principio de exclusión de Pauli establece que es imposible que dos fermiones ocupen el mismo lugar. Esto con el tiempo se ha alterado puesto que los electrones estabilizan a la onda dándole una forma estable. Deborah S. Jin , Markus Greiner y Cindy Regal han dado un paso más y también, gracias a la ultra congelación de partículas, han encontrado un nuevo estado de la materia, el sexto: el gas fermiónico.

22. el gas fermiónico está completamente integrado por fermiones. Éstos, a diferencia de los bosones, son poco sociables y por definición nunca dos de ellos pueden ocupar el mismo estado de movimiento. Un par de fermiones idénticos no pueden ocupar el mismo estado cuántico. A altas temperaturas, las conductas de estas partículas elementales son casi imperceptibles. Sin embargo, cuando se enfrían tienden a buscar los estados de más baja energía y

23. es en este instante cuando se acentúa el carácter antagónico de bosones y fermiones. 

24. ¿Pero cómo se comportan los fermiones ultra congelados?

25. Para resolver el enigma, los físicos de Boulder usaron rayos láser para atrapar una pequeña nube de 500.000 átomos de potasio. Limitando su movimiento natural, enfriaron los átomos a 50.000 millonésimas de grados por encima del cero absoluto. Por su carácter arisco, los fermiones de esos átomos deberían repelerse, pero no fue así. Al aplicar un campo magnético a los átomos super fríos, éstos se juntaron brévemente en parejas y

26. crearon un maravilloso condensado. Según los padres del nuevo estado, este hallazgo podría dar pie a una amplia gama de aplicaciones prácticas. Por ejemplo, el gas fermiónico ofrece una nueva línea de investigación en el campo de la superconductividad, el fenómeno por el que la electricidad discurre sin resistencia alguna, y con esto controlar a los fermiones con láser para producir más cantidad de fermiones ultra congelados.

27. Existen otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del universo después del Big Bang o gran explosión: Superfluido Materia degenerada Materia fuertemente simétrica Materia débilmente simétrica Materia extraña o materia de quarks Superfluido polaritón Materia fotónica Otros posibles estados de la materia