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TEMA 1. LOS ESTADOS DE LA MATERIA
Primero, diferenciar entre materia y material:
- La materia es una entidad física que tiene masa y que ocupa un volumen, con una perdurabilidad en el tiempo.
- (^) El material es aquella materia que tiene un uso o fin específico.
El paso de uno a otro se realiza a través de la elaboración. Si dicho proceso de elaboración es sencillo, se obtienen los llamados materiales naturales , mientras que si el proceso de elaboración es más complejo o largo se obtienen los llamados materiales artificiales. Un tercer tipo de material serían los materiales sintéticos , aquellos que no existen en la naturaleza de forma natural.
Existen dos tipos de energía vinculadas a la materia y que son responsables de los estados de agregación de la misma (estado sólido, líquido, gaseoso y de plasma).
- Energía cinética : vinculada al movimiento de los átomos.
- Energía potencial : vinculada a las fuerzas de atracción que mantienen unidas los átomos.
El estado sólido posee una elevada fuerza potencial y escasa fuerza cinética. El estado líquido mantiene ambas energías a niveles medios, mientras que en el estado gaseoso hay una baja energía potencial y una elevada energía cinética. Para cambiar de un estado a otro se utilizan dos factores, la temperatura y la presión, de modo que aumentando la presión o bajando la temperatura se reduce la energía cinética. Las fuerzas que unen las partículas son más intensas en los sólidos. Ejemplo, diagrama de fases :
Sólido Líquido Gaseoso Forma Propia La del recipiente La del recipiente Volumen Propio Propio La del recipiente Densidad Mucho mayor Mayor Muy pequeña Cohesión Muy grande Pequeña Casi nula
Compresibilidad Nula o casi nula Casi nula o pequeña Alta
Estado sólido : forma y volumen propios (constantes, fijos y definidos), muchos de ellos son rígidos, algunos deformables bajo fuerzas externas, no son fluidos (sus partículas no pueden deslizarse unas sobre otras), presentan cierta dureza y son incompresibles.
Estado líquido : forma variable pero con volumen fijo o propio. Prácticamente incompresibles, son fluidos (sus partículas pueden deslizarse unas sobre otras).
Estado gaseoso : forma y volumen variable, compresible (mediante una fuerza exterior, pudiendo llegar a disminuir su volumen), así como expansible (tiende a ocupar todo el espacio disponible) y fluido. Tipos de cambio de estado:
Endotérmico: precisan de un aporte de energía. Son cambios de estado progresivos:
Sólido Líquido Gaseoso
Exotérmico: precisan de un desprendimiento de energía. Son cambios de estado progresivos:
Gaseoso Líquido Sólido
Sólido Líquido Fusión Líquido Gaseoso Vaporización Gaseoso Líquido Condensación Líquido Sólido Solidificación Sólido Gaseoso Sublimación Gaseoso Sólido Sublimación regresiva (condensación sólida)
1.1 LOS SÓLIDOS
Existen dos tipos de sólidos, los sólidos amorfos y los sólidos cristalinos:
Cristalinos : cuando sus moléculas o átomos se encuentran perfectamente ordenados y en disposición geométrica, repitiéndose constantemente formando redes tridimensionales, las cuales se crean por repetición de una unidad, denominada celdilla unidad. Poseen elementos de simetría (centros, ejes y planos de simetría) con 7 tipos de formas distintos que dan lugar a los 7 sistemas cristalinos, determinados por 6 parámetros, 3 longitudes (altura, anchura y espacio, a, b, c) y 3 ángulos (alfa, beta, gamma):
- Sistema cúbico, tetragonal, trigonal, hexagonal, ortorrómbico, monoclínico y triclínico.
La cristalización depende de varios factores, tales como el tamaño relativo entre iones y cationes, la presión, la temperatura o la rapidez. La difracción de los Rayos X permite conocer la forma de cristalización (si se produce la difracción, es decir, el desdoblamiento de los haces de luz, el sólido es un
