Estados de agregación

Se conocen como estados de agregación a las formas físicas en las cuales se presenta la materia en la naturaleza, en general, podemos decir que cada estado físico depende de la temperatura y la presión del ambiente en que se encuentren los objetos, por ejemplo, el agua, dependiendo de la temperatura y la presión se puede encontrar en forma de hielo, agua líquida o vapor.

SÓLIDOS

Características: Tienen masa, tienen forma y volumen definido, no son comprensibles.

Ejemplos: hielo, arcilla, madera, plástico, piedras, metales, cemento, papel, cerámica, etc.

 

Modelo cinético de partículas: sus partículas  se encuentran muy cercanas unas de otras, ejercen intensas fuerzas de atracción o cohesión entre ellas lo que las mantiene en un lugar fijo, no se desplazan, se mantienen ordenadas y vibrando en su mismo lugar, existe una gran número de partículas por unidad de volumen por lo que su densidad es alta y también la cantidad de colisiones entre las partículas.



Los sólidos según su estructura interna pueden ser:

a) Sólidos amorfos

El sólido amorfo es un estado sólido de la materia, en el que las partículas que conforman el 
sólido carecen de una estructura ordenada. Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas.
Al quebrarse un sólido amorfo, esto produce en él caras y bordes irregulares, algunos son denominados vidrios o líquidos sobreenfriados. Entre los ejemplos de estos sólidos amorfos se destacan los plásticos, los vidrios, los jabones, las parafinas y muchos compuestos orgánicos e inorgánicos como los plasticos o polímeros como por ejemplo: polietileno,polipropileno, náilon, y el politereftalato de etileno (PET).

      

b) Sólidos cristalinos: En los sólidos cristalinos  las partículas existen en un patrón regular, tridimensional, denominado red cristalina,  los átomos se unen entre sí mediante una perfecta ordenación geométrica, formando estructuras tridimensionales periódicas o cristales. 

Ejemplos: elementos como el hierro (Fe), el diamante y el grafito, y compuestos tales como la sal común y el azúcar, así también las piedras preciosas y el cristal de roca.

Es fácil reconocer estos sólidos como cristalinos porque las partículas que los forman (los cristales) tienen formas regulares: si examinamos cristales de cloruro de sodio bajo una lente de aumento, veremos que los cristales tienen forma de pequeños cubos. Una característica notable de los sólidos cristalinos es que si se quiebran, su fractura es regular, esto es, al partirlos siguen líneas y planos muy regulares.


Existen algunas sustancias que con la misma composición química, pueden ser cristalinas o bien amorfas como la sílice (SiO2) que puede solidificar en forma cristalina (cuarzo y otras) o amorfa (vidrio). El resultado depende de la velocidad de enfriamiento. 



LÍQUIDOS

Características: Tienen masa, no tienen forma definida, toman la forma del recipiente que los contiene, tienen volumen propio, no son comprensibles, tienen la propiedad de fluir (escurrir) y viscosidad.

Ejemplos: agua, alcohol, jugo, leche, pintura, gasolina, acetona, perfume, miel, etc.

   


Modelo cinético de partículas: Sus partículas no están tan cercanas como en los sólidos, su fuerza de  atracción es menos intensa que en los sólidos por lo que no tienen una posición fija y pueden desplazarse  o fluir, sus partículas chocan con relativa frecuencia pues existe un gran numero de partículas en un volumen determinado, esto mismo provoca que tengan un densidad media, .




GASEOSO

Características: Tienen masa, no tienen forma ni volumen propio, son compresibles (pueden disminuir su volumen cuando son presionados debido a los grandes espacios que existen entre sus partículas), pueden expandirse, ocupan todo el espacio en el que se encuentran, fluyen fácilmente por lo que también se difunden con rapidez.
Propiedad de compresibilidad

Ejemplos: vapor, aire, oxígeno, hidrógeno, helio, bióxido de carbono, etc.
      
Modelo cinético de partículas: Sus partículas están muy separadas entre sí, se mueven desordenadamente, las fuerzas de atracción o cohesión entre las moléculas son casi inexistentes y el número de colisiones o choque muy bajos, debido a que existen un número pequeño de partículas por unidad de volumen, su densidad es muy baja.

 

Podemos concentrar los datos principales en el siguiente cuadro:






PLASMA
Características: similar al estado gaseoso solo que sus átomos se convierten en iones con carga negativa y positiva, por lo que son excelentes conductores de la electricidad. 

Ejemplos: El plasma es el estado de agregación más abundante de la naturaleza, y la mayor parte de la materia en el universo visible se encuentra en estado de plasma,  estrellas como el Sol, descargas eléctricas, viento solar, las nebulosas, tiene aplicaciones tecnológicas en los televisores o monitores, en el interior de los focos ahorrativos, etc.

     


Modelo cinético de partículas: Los átomos de este estado se transforman en iones con carga positiva y negativa en la misma cantidad por lo que es eléctricamente neutro y dichas partículas se mueven a alta velocidad.

Algunos ejemplos de plasmas son:

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.) Materia expulsada para la propulsión de cohetes. La región que rodea al escudo térmico de una nave espacial durante su entrada en la atmósfera. El interior de los reactores de fusión. Las descargas eléctricas de uso industrial. Las bolas de plasma.	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), el medio interestelar (la materia entre las estrellas) y el medio intergaláctico (la materia entre las galaxias). Los discos de acrecimiento. Las nebulosas intergalácticas. Ambiplasma

Condensado de Bose-Einstein

Esta nueva forma de la materia fue obtenida el 5 de julio de 1995, por los físicos Eric Cornell, Wolfgan Ketterle y Carl Wieman. Los científicos lograron enfriar los átomos a una temperatura 300 veces más bajo que lo que se había logrado anteriormente. Se le ha llamado "BEC, Bose - Einstein Condensado" y es tan frío y denso que aseguran que los átomos pueden quedar inmóviles. Todavía no se sabe cuál será el mejor uso que se le pueda dar a este descubrimiento. Este estado fue predicho por Nath Bose y Albert Einstein en 1926.

A las temperaturas increíblemente bajas que se necesitan para alcanzar el estado de condensado de Bose-Einstein, se observa que los átomos pierden su identidad individual y se juntan en una masa común que algunos denominan superátomo donde todos los átomos se encuentran en un mismo lugar. En la figura, la única bola roja representa la posición donde se hayan todos lo átomos, pero no uno sobre otro, sino todos ocupando el mismo espacio físico.  

Condensado de Fermi

Creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999, el primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003. El condensado fermiónico, considerado como el sexto estado de la materia, es una fase superfluidad formada por partículas a temperaturas bajas.
Esta cercanamente relacionado con el condensado de Bose-Einstein en el cual los átomos son bosones mientras en el condensado de Fermi son fermiones. Los bosones son sociables; les gusta estar juntos. Como regla general, cualquier átomo con un número par de electrones+protones+neutrones es un bosón. Los fermiones, por otro lado, son antisociales. No pueden juntarse y cualquier átomo con un número impar de electrones+protones+neutrones, como el potasio-40, es un fermión.

En el Condensado de Fermi la materia es superfluida y adquiere superconducción eléctrica que puede ser ampliamente aplicable en la industria. Este nuevo estado de la materia se crea a muy bajas temperaturas, extremadamente cerca del cero absoluto.

REFERENCIAS: 

http://www.tareasya.com.mx/index.php/tareas-ya/secundaria/quimica/materia/2221-Estados-de-agregaci%C3%B3n-de-la-materia.html

http://enciclopedia.us.es/index.php/Plasma_(estado_de_la_materia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Plasma_(estado_de_la_materia)

http://www.iem.csic.es/semanaciencia/semanaciencia11/semciencia11-Tanarro.pdf
http://es.wikibooks.org/wiki/Qu%C3%ADmica/S%C3%B3lidos_amorfos_y_cristalinos
http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_amorfo
http://www.taringa.net/posts/info/2158375/El-5to-estado.html

http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2004/12feb_fermi/