Les 9 états d'agrégation de la matière

Traditionnellement, on pense que la matière ne peut être trouvée que sous trois états: solide, liquide et gazeux. Cependant, ce n'est pas vrai. D'autres états d'agrégation de la matière ont été observés qui, bien que rares, semblent également exister..

Ensuite, nous verrons les principales caractéristiques de chacun de ces états, qui a découvert le plus récent et quels sont les processus qui font passer un objet d'un état à un autre.

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Les états d'agrégation de la matière: qu'est-ce que c'est ?

En physique, l'état d'agrégation de la matière est compris comme l'une des manières caractéristiques de présenter la matière. Historiquement, la distinction entre les états de la matière a été faite sur la base de propriétés qualitatives, telles que la solidité de l'objet, le comportement de ses atomes ou sa température, la classification traditionnelle étant celle de liquide, solide et gaz.

Cependant, grâce à la recherche en physique, d'autres états ont été découverts et élevés qui pourraient se produisent dans des situations qui, normalement, ne sont pas possibles à reproduire, comme extrêmement élevé ou faible températures.

Ensuite, nous verrons les principaux états de la matière, à la fois ceux qui composent la classification traditionnelle et ceux qui ont été découverts dans des conditions de laboratoire, en plus d'expliquer leurs propriétés physiques et comment il est possible de les obtenir.

États fondamentaux

Traditionnellement, on a parlé de trois états de la matière, selon comment ses atomes se comportent à différentes températures. Ces états sont essentiellement au nombre de trois: solide, liquide et gazeux. Cependant, il a ensuite été incorporé dans le plasma entre ces états fondamentaux. La chose la plus remarquable à propos des quatre états suivants est qu'il est possible de les observer dans des situations quotidiennes, à la maison.

Pour comprendre les quatre états fondamentaux d'agrégation de la matière, dans chaque section voyons comment H2O, c'est-à-dire l'eau, est présenté dans chacun de ces états.

1. Solide

Les objets à l'état solide sont présentés d'une manière définie, c'est-à-dire que leur forme ne change normalement pas, il n'est pas possible de la modifier sans appliquer une grande force ou sans changer l'état de l'objet en question.

Les atomes de ces objets s'entrelacent pour former des structures définies, ce qui leur donne la capacité de résister aux efforts sans déformer le corps dans lequel ils se trouvent. Cela rend ces objets durs et résistants.

H2O à l'état solide est de la glace.

Les objets à l'état solide ont généralement les caractéristiques suivantes :

• Haute cohésion.
• Forme définie.
• Mémoire de forme: selon l'objet, elle redevient telle qu'elle était lorsqu'elle était déformée.
• Ils sont pratiquement incompressibles.
• Résistance à la fragmentation
• Pas de fluidité.

2. Liquide

Si la température d'un solide est augmentée, il est probable qu'il finira par perdre sa forme jusqu'à ce que sa structure atomique bien organisée disparaisse complètement, devenant un liquide.

Les liquides ont la capacité de s'écouler parce que leurs atomes, bien qu'ils continuent à former des molécules organisées, ils ne sont pas si proches les uns des autres, ayant plus de liberté de mouvement.

H2O à l'état liquide est de l'eau normale et ordinaire.

A l'état liquide, les substances ont les caractéristiques suivantes :

• Moins de cohésion.
• Ils n'ont pas de forme concrète.
• Aisance.
• Peu compressible
• Dans le froid, ils se contractent.
• Ils peuvent présenter une diffusion.

3. Gaz

A l'état gazeux, la matière est constituée de molécules non liées entre elles, ayant peu de force d'attraction les uns envers les autres, ce qui fait que les gaz n'ont pas une forme ou un volume défini.

Grâce à cela, ils se dilatent complètement librement, remplissant le récipient qui les contient. Sa densité est bien inférieure à celle des liquides et des solides.

L'état gazeux de H2O est la vapeur d'eau.

L'état gazeux a les caractéristiques suivantes :

• Cohésion quasi nulle.
• Pas de forme définie.
• Volume variable.
• Ils ont tendance à prendre le plus de place possible.

4. Plasma

Beaucoup de gens ne connaissent pas cet état de la matière, ce qui est curieux, puisque c'est l'état le plus courant dans l'univers, puisque c'est de lui que sont faites les étoiles.

En substance, le plasma est un gaz ionisé, c'est-à-dire que les atomes qui le composent se sont séparés de leurs électrons, qui sont des particules subatomiques qui se trouvent normalement à l'intérieur des atomes.

Ainsi, le plasma est comme un gaz, mais composé d'anions et de cations, qui sont respectivement des ions chargés négativement et positivement. Cela fait du plasma un excellent conducteur.

Dans les gaz, étant à haute température, les atomes se déplacent très vite. Si ces atomes entrent en collision très violemment, cela provoque la libération des électrons qu'ils contiennent. Compte tenu de cela, il est compréhensible que les gaz qui se trouvent à la surface du Soleil soient constamment ionisés, car il y a beaucoup de température, ce qui les fait devenir du plasma.

Les lampes fluorescentes, une fois allumées, contiennent du plasma à l'intérieur. De plus, le feu d'une bougie serait du plasma.

Caractéristiques des plasmas :

• Ils conduisent l'électricité.
• Ils sont fortement influencés par les champs magnétiques.
• Ses atomes ne constituent pas une structure définie.
• Ils émettent de la lumière.
• Ils sont à haute température.

Nouveaux états

Il n'y a pas que les quatre états déjà mentionnés. Dans des conditions de laboratoire, beaucoup d'autres ont été élevés et découverts.. Ensuite, nous verrons plusieurs états d'agrégation de la matière qui pourraient difficilement être observés alors que à la maison, mais qui peuvent avoir été délibérément créés dans des installations scientifiques, ou ont été hypothétique.

5. Condensat de Bose-Einstein

Prédit à l'origine par Satyendra Nath Bose et Albert Einstein en 1927, le condensat de Bose-Einstein a été découvert en 1995 par les physiciens Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle et Carl E. Wieman.

Ces chercheurs ont atteint refroidir les atomes à une température 300 fois inférieure à ce qui a été réalisé à ce jour. Ce condensat est constitué de bosons.

Dans cet état de la matière, les atomes sont complètement immobiles. La substance est très froide et a une densité élevée.

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6. Condensat de Fermi

Le condensat de Fermi est composé de particules fermioniques et ressemble au condensat de Bose-Einstein, mais au lieu d'utiliser des bosons, des fermions sont utilisés.

Cet état de la matière a été créé pour la première fois en 1999, bien que ce ne soit qu'en 2003 qu'il puisse être répliqué avec des atomes au lieu de simplement des fermions, une découverte faite par Deborah S. Jin.

Cet état d'agrégation de la matière, que l'on retrouve à basse température, rend la matière superfluide, c'est-à-dire que la substance n'a pas de viscosité.

7. Super solide

Cet état de la matière est particulièrement étrange. Elle consiste à porter des atomes d'hélium (4) à des températures très basses, proches du zéro absolu.

Les atomes sont disposés d'une manière similaire à ce à quoi vous vous attendriez dans un solide normal, comme la glace, seulement ici, bien qu'ils seraient gelés, ils ne seraient pas dans un état totalement immobile.

Les atomes commencent à se comporter étrangement, comme s'ils étaient à la fois un solide et un fluide. C'est à ce moment que les lois de l'incertitude quantique commencent à prévaloir.

8. Super cristal

Un supercristal est une phase de la matière qui se caractérise par sa superfluidité et, en même temps, une structure amorphe solidifiée.

Contrairement aux cristaux normaux, qui sont solides, les super cristaux ont la capacité de s'écouler sans tout type de résistance et sans casser la structure proprement cristalline dans laquelle atomes.

Ces cristaux sont formés par l'interaction des particules quantiques à basse température et à haute densité.

9. Superfluide

Le superfluide est un état de la matière dans lequel la substance ne présente aucun type de viscosité. Cela diffère de ce qui serait une substance très fluide, qui aurait une viscosité proche de zéro, mais qui aurait quand même une viscosité.

Le superfluide est une substance qui, s'il était en circuit fermé, s'écoulerait sans fin sans friction. Il a été découvert en 1937 par Piotr Kapitsa, John F. Allen et Don Misener.

Changements d'état

Les changements d'état sont processus dans lesquels un état d'agrégation de la matière passe à un autre en maintenant une similitude dans sa composition chimique. Ensuite, nous verrons les différentes transformations que la matière peut présenter.

1. La fusion

C'est le passage d'un état solide à un état liquide par la chaleur. Le point de fusion est compris comme la température à laquelle un solide doit être exposé pour fondre, et c'est quelque chose qui varie d'une substance à l'autre. Par exemple, le point de fusion de la glace dans l'eau est de 0 degré Celsius.

2. Solidification

C'est le passage d'un liquide à un solide par perte de température. Le point de solidification, également appelé congélation, est la température à laquelle un liquide devient solide. Faites correspondre le point de fusion de chaque substance.

3. Évaporation et ébullition

Ce sont les processus par lesquels un liquide passe à l'état gazeux. Dans le cas de l'eau, son point d'ébullition est de 100 degrés Celsius.

4. Condensation

C'est le changement d'état de la matière d'un gaz à un liquide. Il peut être compris comme le processus opposé à l'évaporation.

C'est ce qui arrive à la vapeur d'eau lorsqu'il pleut, car sa température baisse et le gaz passe à l'état liquide, en précipitant.

5. Sublimation

C'est le processus qui consiste au changement d'état d'une matière qui est à l'état solide passant à l'état gazeux, sans passer par l'état liquide en cours de route.

Un exemple de substance capable de sublimation est glace carbonique.

6. Sublimation inversée

Cela consiste en un gaz passe à l'état solide sans se transformer au préalable en liquide.

7. Déionisation

C'est le passage d'un plasma à un gaz.

8. Ionisation

C'est le passage d'un gaz à un plasma.

Références bibliographiques:

• Pérez-Aguirre, G. (2007). Chimie 1. Une approche constructiviste. Mexique. Éducation Pearson.
• Valenzuela-Calahorro, C. (1995). Chimie générale. Introduction à la chimie théorique. Salamanque, Espagne. Université de Salamanque.