FORMAS DE AGREGACIÓN Y CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

A lo largo de la historia del pensamiento humano se ha elaborado un modelo acerca de cómo está constituida la materia, se conoce con el nombre de MODELO CINÉTICO-MOLECULAR. Según este modelo de materia, todo lo que nos rodea está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas, al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío. Cuando aumenta la temperatura, las moléculas se mueven más rápido. Con este modelo, puede explicarse perfectamente el hecho de que la materia pueda encontrarse en tres estados: SÓLIDO, LÍQUIDO y GASEOSO (formas de agregación de la materia)

En el ESTADO SOLIDO las moléculas están muy juntas y se mueven oscilando alrededor de unas posiciones fijas; las fuerzas de cohesión son muy grandes. En el ESTADO LIQUIDO las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son menos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse. En el ESTADO GASEOSO las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.

Sí se aumenta la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse, el sistema material se ha convertido en líquido (FUSIÓN).

Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el sistema material o conjunto de moléculas está en estado gaseoso (VAPORIZACIÓN)

Si disminuimos la temperatura de un SISTEMA MATERIAL en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el SISTEMA MATERIAL pasará al estado líquido (CONDENSACIÓN)

Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazarse, obligándolas a ocupar posiciones fijas, el SISTEMA MATERIAL se ha convertido en un sólido (SOLIDIFICACIÓN).

Cuando un sistema material del ESTADO SÓLIDO pasa a ESTADO GASEOSO, sin pasar por el proceso de CONDENSACIÓN, se denomina SUBLIMACIÓN; y al proceso inverso: ESTADO GASEOSO al ESTADO SÓLIDO se le conoce como SUBLIMACIÓN INVERSA.

Un cuarto estado de agregación de la materia y que es poco conocido o mencionado en los textos es el PLASMA. En física y química el PLASMA es un estado fluídico similar al estado gaseoso, pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético, por lo que es un buen conductor eléctrico y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance. 

El plasma presenta características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es considerado otro estado de agregación de la materia. Como el gas, el plasma no tiene una forma definida o un volumen definido, a no ser que esté encerrado en un contenedor; pero a diferencia del gas en el que no existen efectos colectivos importantes, el plasma bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles. Los átomos de este estado se mueven libremente; cuanto más alta es la temperatura más rápido se mueven los átomos en el gas y en el momento de colisionar la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de electrones

Así como la ENTROPIA, término acuñado con anterioridad en el segundo principio de la termodinámica; es aquella energía que no puede ser recuperada en las transformaciones de los sistemas termodinámicos; la ENTALPIA, a groso modo,  es la energía, que a presión constante, es requerida para que un sistema termodinámico cambie. Es decir, la cantidad de calor que se debe agregar o quitar para que ocurra un cambio de estado en la materia.  Por eso la entalpia resulta de vital importancia para la termodinámica. 

A continuación, el siguiente esquema simplifica a groso modo lo expuesto en esta página: 

Cambios de estado de la  materia. Google (2017)