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

Estados de la materia

sólido

Estados de la materia

sólido líquido

Estados de la materia

sólido líquido gaseoso

Estados de la materia

sólido líquido gaseoso plasma

Estados de la materia

Súpersólido

sólido líquido gaseoso plasma

Estados de la materia

Súpersólido

sólido líquido gaseoso plasma

Estados de la materia

Súpersólido

sólido líquido gaseoso plasma

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Súpersólido

sólido líquido gaseoso plasma

Estados de la materia

Súpersólido

sólido líquido gaseoso plasma

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Súpersólido

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Súpersólido

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sólido líquido gaseoso plasma

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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