Estados de la Materia y Sistemas Materiales: Sólidos, Líquidos, Gases y Química Básica
Estados de la Materia
Sólidos: forma y volumen fijos. Sus partículas ocupan posiciones fijas y presentan fuertes fuerzas de atracción.
Sólidos verdaderos
Se funden a una temperatura constante y pueden cristalizar, formando una estructura cristalina. Son los sólidos cristalinos.
Sólidos amorfos
No tienen una estructura interna cristalina. Al calentarse se reblandecen de forma gradual y continua, sin un punto de fusión definido.
Según el enlace
Sólidos iónicos (M+N-)
Sus partículas son iones unidos por enlace iónico.
Sólidos covalentes (N)
Sus partículas son átomos unidos por enlaces covalentes, que comparten electrones.
Sólidos moleculares
Sus partículas son moléculas unidas entre sí mediante fuerzas de Van der Waals.
Sólidos metálicos (M)
Sus partículas son cationes y electrones libres unidos por enlace metálico.
Sólidos isótropos y anisótropos
Isótropos: propiedades constantes en cualquier dirección.
Anisótropos: propiedades que varían según la dirección.
| Material | Estructura | Partículas | Enlace | Estructura electrónica | Propiedades |
|---|---|---|---|---|---|
| N (covalente) | Moléculas aisladas Redes cristalinas covalentes | Átomos | Covalente | Comparten electrones | Punto de fusión y ebullición bajos (sólido, líquido o gas) Punto de fusión y ebullición altos (sólido) |
| M+N- (iónico) | Redes cristalinas iónicas | Iones | Iónico | M cede electrones a N | Punto de fusión y ebullición altos (sólido) |
| M (metálico) | Redes cristalinas metálicas | Cationes y e- | Metálico | M pierde electrones | Punto de fusión y ebullición altos (sólido) |
Líquidos
Tienen volumen fijo y forma del recipiente que los contiene. Su baja compresibilidad se debe a fuerzas intermoleculares débiles. Al evaporarse, las moléculas con mayor energía superan las fuerzas de atracción intermoleculares y abandonan el fluido a través de la superficie.
Gases
Las partículas están separadas y en movimiento constante, con fuerzas de atracción nulas o muy débiles. Son muy compresibles, no tienen forma ni volumen fijo y ocupan todo el volumen del recipiente. Se mueven en línea recta y cambian de dirección al chocar con las paredes o entre sí, de forma azarosa.
Teoría cinético-molecular de la materia
Las partículas de sólidos, líquidos y gases están en movimiento, cuya intensidad depende de la temperatura.
Química
La química es la ciencia que estudia la estructura, composición y transformación de la materia. En una reacción química, las sustancias llamadas reactivos se transforman en otras diferentes, llamadas productos.
Materia y sistemas materiales
Materia: todo lo que nos rodea, posee masa y ocupa cierto volumen en el espacio.
Sistema material: porción de materia real o imaginaria, para su estudio, abierta, cerrada o aislada.
Propiedades físicas
Extensivas: dependen del cuerpo, es decir, de la cantidad de materia (volumen, peso, masa).
Intensivas: características del cuerpo que son independientes de su forma y tamaño (temperatura, color, sabor).
Clasificación de los sistemas materiales
Heterogéneos
Sus propiedades intensivas varían según la zona. Pueden ser mezclas o sustancias puras.
Homogéneos
Presentan las mismas propiedades en todas sus partes.
- Mezcla homogénea: formada por dos o más componentes en proporciones variables. Cada uno conserva sus propiedades.
- Sustancia pura: elemento o compuesto.
Elementos y compuestos
- Elemento: formado por átomos aislados o moléculas iguales.
- Compuesto químico: a diferencia de las mezclas, los elementos que integran un compuesto están siempre en las mismas proporciones y unidos por enlaces. Sus propiedades son diferentes a las de los elementos que lo forman.
Los compuestos pueden ser orgánicos o inorgánicos.
Sistemas en equilibrio
Un sistema está en equilibrio cuando no se modifica ni tiene transferencias espontáneas. Un sistema metaestable es aquel que se mantiene un tiempo sin modificarse.