Cele 9 stări de agregare a materiei

În mod tradițional, se crede că materia poate fi găsită doar în trei stări: solid, lichid și gazos. Cu toate acestea, acest lucru nu este adevărat. S-au văzut și alte stări de agregare a materiei care, deși rare, par să existe.

În continuare vom vedea principalele caracteristici ale fiecăreia dintre aceste stări, care au descoperit cele mai recente și care sunt procesele care fac ca un obiect să treacă de la o stare la alta.

• Articol asociat: "Cele 11 tipuri de reacții chimice"

Stări de agregare a materiei: ce sunt acestea?

În fizică, starea de agregare a materiei este înțeleasă ca unul dintre modurile caracteristice în care materia poate fi prezentată. Din punct de vedere istoric, distincția dintre stările de materie a fost făcută pe baza proprietăților calitative, cum ar fi soliditatea obiectului, comportamentul atomilor sau temperatura acestuia, clasificarea tradițională fiind cea a lichidului, solidului și gaz.

Cu toate acestea, datorită cercetărilor în fizică, au fost descoperite și crescute alte state care ar putea apar în situații care, în mod normal, nu sunt posibile de replicat, cum ar fi extrem de ridicat sau scăzut temperaturile.

În continuare vom vedea principalele stări ale materiei, atât cele care alcătuiesc clasificarea tradițională, cât și cele care au fost descoperite în condiții de laborator, pe lângă explicarea proprietăților lor fizice și modul în care este posibil să le obținem.

Stări fundamentale

În mod tradițional, s-a vorbit despre trei stări ale materiei, în funcție de cum se comportă atomii săi la diferite temperaturi. Aceste stări sunt practic trei: solid, lichid și gazos. Cu toate acestea, ulterior a fost încorporat în plasmă între aceste stări fundamentale. Cel mai remarcabil lucru despre următoarele patru stări este că este posibil să le observi în situații de zi cu zi, în timp ce ești acasă.

Pentru a înțelege cele patru stări fundamentale de agregare a materiei, în fiecare secțiune să vedem cum H2O, adică apă, este prezentat în fiecare dintre aceste stări.

1. Solid

Obiectele în stare solidă sunt prezentate într-un mod definit, adică forma lor nu se modifică în mod normal, nu este posibil să se modifice fără a aplica o forță mare sau a schimba starea obiectului în cauză.

Atomii acestor obiecte se împletesc formând structuri definite, care le oferă capacitatea de a rezista forțelor fără a deforma corpul în care se află. Acest lucru face ca aceste obiecte să fie dure și rezistente.

H2O în stare solidă este gheață.

Obiectele care sunt în stare solidă au de obicei următoarele caracteristici:

• Coeziune ridicată.
• Formă definită.
• Memoria de formă: în funcție de obiect, aceasta revine la modul în care era deformată.
• Sunt practic incompresibile.
• Rezistența la fragmentare
• Fără fluență.

2. Lichid

Dacă temperatura unui solid crește, este probabil ca acesta să ajungă să-și piardă forma până când structura sa atomică bine organizată dispare complet, devenind un lichid.

Lichidele au capacitatea de a curge deoarece atomii lor, deși continuă să formeze molecule organizate, nu sunt atât de apropiați unul de celălalt, având mai multă libertate de mișcare.

H2O în stare lichidă este apă normală, obișnuită.

În stare lichidă, substanțele au următoarele caracteristici:

• Mai puțină coeziune.
• Nu au nicio formă concretă.
• Fluenţă.
• Puțin compresibil
• În frig se contractă.
• Pot prezenta difuzie.

3. Gaz

În stare gazoasă, materia este alcătuită din molecule care nu sunt legate între ele, având puțină forță atractivă unul față de celălalt, ceea ce face ca gazele să nu aibă o formă sau un volum definit.

Datorită acestui fapt, se extind complet liber, umplând recipientul care le conține. Densitatea sa este mult mai mică decât cea a lichidelor și solidelor.

Starea gazoasă a H2O este vaporii de apă.

Starea gazoasă are următoarele caracteristici:

• Coeziune aproape zero.
• Nicio formă definită.
• Volum variabil.
• Ei tind să ocupe cât mai mult spațiu posibil.

4. Plasma

Mulți oameni nu cunosc această stare a materiei, care este curioasă, deoarece este cea mai comună stare din univers, deoarece este din ce sunt formate stelele.

În esență, plasma este un gaz ionizat, adică atomii care îl compun s-au separat de electronii lor, care sunt particule subatomice care se găsesc în mod normal în interiorul atomilor.

Astfel, plasma este ca un gaz, dar alcătuită din anioni și cationi, care sunt, respectiv, ioni încărcați negativ și pozitiv. Acest lucru face din plasmă un conductor excelent.

În gaze, fiind la temperaturi ridicate, atomii se mișcă foarte repede. Dacă acești atomi se ciocnesc foarte violent, provoacă eliberarea electronilor din interiorul lor. Luând în considerare acest lucru, este de înțeles că gazele care se află la suprafața Soarelui sunt ionizate în mod constant, deoarece există o mulțime de temperatură, determinându-le să devină plasmă.

Lămpile fluorescente, odată aprinse, conțin plasmă în interior. De asemenea, focul unei lumânări ar fi plasmă.

Caracteristicile plasmelor:

• Ei conduc electricitatea.
• Sunt puternic influențați de câmpurile magnetice.
• Atomii săi nu alcătuiesc o structură definită.
• Ele emit lumină.
• Sunt la temperaturi ridicate.

Stări noi

Nu există doar cele patru state menționate deja. În condiții de laborator, au fost propuse și descoperite multe altele.. În continuare vom vedea mai multe stări de agregare a materiei care cu greu au putut fi observate în timp ce acasă, dar care ar fi putut fi create în mod deliberat în instalații științifice sau au fost ipotezat.

5. Condensat Bose-Einstein

Prevăzut inițial de Satyendra Nath Bose și Albert Einstein în 1927, condensatul Bose-Einstein a fost descoperit în 1995 de către fizicienii Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle și Carl E. Wieman.

Acești cercetători au realizat atomii reci la o temperatură de 300 de ori mai mică decât cea realizată până în prezent. Acest condens este alcătuit din bosoni.

În această stare a materiei atomii sunt complet nemișcați. Substanța este foarte rece și are o densitate mare.

• S-ar putea să vă intereseze: "Cele 9 postulate ale teoriei atomice a lui Dalton"

6. Fermi condensat

Condensatul Fermi este alcătuit din particule fermionice și arată similar condensatului Bose-Einstein, doar în loc să se folosească bosoni se folosesc fermioni.

Această stare a materiei a fost creată pentru prima dată în 1999, deși abia în 2003 ar putea fi reprodusă cu atomi în loc de doar fermioni, o descoperire făcută de Deborah S. Jin.

Această stare de agregare a materiei, care se găsește la temperaturi scăzute, face ca materia să fie superfluidă, adică substanța să nu aibă vâscozitate.

7. Super solid

Această stare a materiei este deosebit de ciudată. Acesta constă în aducerea heliului- (4) atomi la temperaturi foarte scăzute, aproape de zero absolut.

Atomii sunt aranjați într-un mod similar cu modul în care v-ați aștepta într-un solid normal, cum ar fi gheața, doar aici, deși ar fi înghețați, nu ar fi într-o stare total nemișcată.

Atomii încep să se comporte ciudat, de parcă ar fi un solid și un fluid în același timp. Atunci încep să prevaleze legile incertitudinii cuantice.

8. Super cristal

Un supercristal este o fază a materiei care se caracterizează prin faptul că are superfluiditate și, în același timp, o structură amorfă solidificată.

Spre deosebire de cristalele normale, care sunt solide, supercristalele au capacitatea de a curge fără orice tip de rezistență și fără a rupe structura cristalină corespunzătoare în care se află atomi.

Aceste cristale sunt formate din interacțiunea particulelor cuantice la temperaturi scăzute și densități mari.

9. Superfluid

Superluidul este o stare a materiei în care substanța nu prezintă niciun fel de vâscozitate. Aceasta diferă de ceea ce ar fi o substanță foarte fluidă, care ar fi una care are o vâscozitate apropiată de zero, dar are totuși vâscozitate.

Superfluidul este o substanță care, dacă ar fi într-un circuit închis, ar curge la nesfârșit fără frecare. A fost descoperit în 1937 de Piotr Kapitsa, John F. Allen și Don Misener.

Schimbări de stare

Schimbările de stare sunt procese în care o stare de agregare a materiei se schimbă în alta menținând o asemănare în compoziția sa chimică. În continuare vom vedea diferitele transformări pe care le poate prezenta materia.

1. Fuziune

Este trecerea de la o stare solidă la o stare lichidă prin căldură. Punctul de topire este înțeles ca temperatura la care un solid trebuie expus la topire și este ceva care variază de la substanță la substanță. De exemplu, punctul de topire a gheții în apă este de 0 grade Celsius.

2. Solidificare

Este trecerea de la un lichid la un solid prin pierderea temperaturii. Punctul de solidificare, numit și îngheț, este temperatura la care un lichid devine solid. Potriviți punctul de topire al fiecărei substanțe.

3. Evaporare și fierbere

Sunt procesele prin care un lichid trece într-o stare gazoasă. În cazul apei, punctul său de fierbere este de 100 grade Celsius.

4. Condensare

Este schimbarea stării materiei de la un gaz la un lichid. Poate fi înțeles ca procesul opus evaporării.

Așa se întâmplă cu vaporii de apă când plouă, deoarece temperatura scade și gazul trece în stare lichidă, precipitând.

5. Sublimarea

Este procesul care constă în schimbarea stării unei materii care se află în stare solidă, trecând în stare gazoasă, fără a trece prin starea lichidă pe parcurs.

Un exemplu de substanță capabilă de sublimare este gheata uscata.

6. Sublimarea inversă

Se compune din un gaz devine o stare solidă fără a se transforma anterior într-un lichid.

7. Deionizare

Este schimbarea de la o plasmă la un gaz.

8. Ionizare

Este schimbarea de la un gaz la o plasmă.

Referințe bibliografice:

• Pérez-Aguirre, G. (2007). Chimie 1. O abordare constructivistă. Mexic. Pearson Education.
• Valenzuela-Calahorro, C. (1995). Chimie generală. Introducere în chimia teoretică. Salamanca, Spania. Universitatea din Salamanca.