Conocer Ciencia - Materia, estados y partículas - Química 1

Biblioteca de Ciencias OxfordÁtomos y Elementos 1

Materia – Estados – PartículasCristales

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La base de todo

• Todo lo que nos rodea está compuesto de materia …

• Desde el grano de arena más pequeño …

• Hasta el Sol en el cielo …

• Rocas …

• Metales …

• Madera …

• Plástico …

¡Todos están hechos de materia!

• Al igual que su televisor.

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• Al igual que nosotros.

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• Sin embargo, la materia no es solamente un cuerpo sólido.

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• Los líquidos y los gases también están hechos de materia.

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• Así como el agua que tomamos y el aire que respiramos.

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• Los científicos clasifican los tres estados de la materia en: sólidos, líquidos y gaseosos.

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La materia

Átomos

• La materia está compuesta por pequeñas partículas denominadas átomos.

• A veces los átomos se unen para formar partículas más grandes llamadas moléculas.

• Los átomos y las moléculas son demasiado pequeños como para verlos a simple vista.

Masa, volumen y densidad

• Para calcular cuánta materia hay en un objeto debemos medir su masa.

Masa

• La masa se mide en kilogramos o en gramos.

• Todo cuerpo tiene una masa.

Volumen

• De igual forma, todo cuerpo ocupa un espacio, tiene un volumen.

• Volumen que se puede medir tanto en metros cúbicos como en cm3.

• El volumen de los líquidos se mide generalmente en litros.

Densidad

• Algunos objetos pequeños, como una piedra, tiene mucha masa para su volumen (su tamaño).

• Algunos objetos grandes, como un globo aerostático, tienen muy poca masa para su tamaño.

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• Cuanta masa tiene un objeto para un mismo tamaño de comparación dado, es lo que se denomina densidad.

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• La piedra tiene una densidad alta mientras que el globo una densidad baja.

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Los estados de la materia

• La materia se puede encontrar en tres diferentes estados: sólido, líquido o gaseoso.

• En la mayoría de las sustancias, el estado sólido es el más denso, el líquido es menos denso y el gaseoso es el de menor densidad.

• Que una sustancia sea sólida, líquida o gaseosa depende principalmente de su temperatura.

• La mayoría de los metales son sólidos, pero si se calientan a una gran temperatura se vuelven líquidos.

• Si se calientan aún más se transforman en gas.

• Las sustancias que son gases a temperaturas normales se convierten en líquidos a temperaturas muy bajas.

• El oxígeno se vuelve líquido a 183ºC bajo el punto de congelación del agua (0ºC).

• El agua es el único elemento que se puede encontrar comúnmente en los tres estados.

Cambios de estado

• Las sustancias cambian de estado principalmente debido a los cambios de temperatura.

• El cambio de sólido a líquido se denomina fusión.

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• La mayor parte de las sustancias se expanden cuando se funden.

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• El cambio de líquido a gas se denomina ebullición.

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• Toda sustancia se expande cuando se transforma en gas.

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• El paso de gas a líquido se denomina condensación.

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• El cambio de líquido a sólido se denomina congelación.

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• El agua se congela a 0ºC y se evapora a 100ºC

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• Al calentar una sustancia le agregamos energía.

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• Cuando se enfría se le quita energía.

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• Y, finalmente, si un gas se calienta mucho pasa al estado plasma, el 4º estado de la materia.

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• Las estrellas, como el Sol, están formadas por plasma. Veamos.

• Y si la materia llega a muy bajas temperaturas se obtiene el 5º estado de la materia: El Condensado de Bose-Einstein (súper sólido), y es tan frío y denso que los átomos pueden quedar inmóviles.

Estados de la materia


sólido


sólido líquido


sólido líquido gaseoso


sólido líquido gaseoso plasma


Súpersólido

sólido líquido gaseoso plasma

Partículas en movimiento

• Las partículas de la materia (cómo los átomos y las moléculas) se están moviendo siempre.

• Necesitan energía para hacerlo.

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• Cuán rápido y libremente lo hagan depende de cuánta energía tengan.

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• En un gas las partículas se mueven rápida y libremente como las bolitas en una máquina de lotería …

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• … chocan unas con otras y pueden llenar cada rincón de un recipiente.

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• Al enfriar un gas, sus partículas se mueven más lentamente y no rebotan unas contra otras con rapidez.

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• Si enfriamos un líquido por debajo de su punto de congelación, sus partículas se vuelven menos energéticas.

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• El líquido se solidifica.

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• En un sólido las partículas están muy juntas, se mueven sólo un poco alrededor de puntos fijos.

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Presión y cambios de estado

• La presión, al igual que la temperatura, puede influir en el cambio de estado de una sustancia.

• Por ejemplo, el gas propano puede volverse líquido al comprimirlo.

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• Si existe una presión inferior a la normal , un líquido se transformará en gas más fácilmente.

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• La formación de las nubes es un fenómeno de condensación.

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• Por ejemplo, si se calienta agua a gran altura en una montaña del Himalaya, donde existe una presión de aire menor que la normal …

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• El agua hervirá a una menor temperatura.

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• Esto significa que es imposible preparar una buena taza de té en altura ¡porque el agua no se calienta lo suficiente!

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• Y, ¿de dónde viene toda la materia que conocemos?

• Nuestra materia, y la del Sol y los planetas viene de una nube gigante de polvo estelar ….

• … restos de una estrella gigante que estalló hace millones de años en una gran explosión.

Sólidos

Sólido como una roca

• La mayoría de las cosas que vemos a nuestro alrededor son sólidos.

• Rocas, caminos, libros, lápices, computadoras, autos, patines, cuchillos, y un sinfín de otros objetos están constituidos de materia sólida.

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• Uno puede tomar un objeto sólido (si es que no es muy pesado) y darlo vuelta.

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• Los sólidos tienen forma y resistencia, no así los líquidos o gases.

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• Si uno intentara agarrar algún líquido o algún gas, simplemente se escurriría por los dedos.

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La resistencia de los sólidos

• Es posible cambiar la forma de algunos sólidos; se pueden doblar, estirar, aplastar o torcer.

• Pero los sólidos se resisten a las fuerzas que intentan cambiar sus formas.

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• Esto se debe a que existe una gran fuerza de unión entre las pequeñas partículas (como los átomos) y sólo pueden vibrar en torno a puntos fijos.

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• Sin embargo, si se calienta un sólido lo suficiente, sus partículas se mueven más libre y rápidamente, y pasa al estado líquido.

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• Los cuerpos sólidos se funden a diferentes temperaturas.

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• La mantequilla se derretirá en nuestra boca.

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• Pero el hierro se funde sobre los 1 500ºC

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Diferentes tipos de sólidos

• Las pequeñas partículas que conforman algunos cuerpos sólidos se encuentran distribuidos en una estructura regular.

• Dichos sólidos se denominan cristales.

Estructuras cristalinas

• Veamos algunas estructuras cristalinas …

• La sal de mesa …

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• El cuarzo …

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• Los diamantes …

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• En otros sólidos, las partículas están dispuestas al azar.

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• Se dice que tienen una estructura amorfa (sin forma).

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• Ejemplos de materiales amorfos …

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• El caucho …

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• El vidrio …

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• Conozca más sobre los cristales en el siguiente video. Veamos.

• El mundo de los cristales es, en verdad, realmente maravilloso.

Fin – Átomos 1

Leonardo Sánchez Coello

Barranca, junio de 2011

http://pepascientificas.blogspot.com

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