Estados de agregação

Explicamos o que são os estados de agregação e como são classificados. Além disso, quais são suas características e as mudanças que apresentam.

O que são estados de agregação?

Os estados de agregação da matéria são chamados (ou simplesmente estados da matéria ) às fases ou tempos que apresentam várias substâncias conhecidas , de acordo com as forças existentes de ligação entre as partículas que as compõem. Tradicionalmente, quatro fases da matéria são conhecidas: líquida, sólida, gasosa e plasma.

Cada uma dessas fases ou momentos, chamados de “estados”, tem características físicas próprias , diferentes daquelas que a mesma substância apresenta em outros estados distintos, embora sua constituição química (a composição atômica das partículas) não se altere em todos. que os compõem).

Entende-se, então, que toda matéria está em algum tipo de fase em um determinado momento , mas pode ser levada a outra variando a temperatura e / ou pressão a que está submetida, dando origem a uma série de processos físicos. chamados “métodos de mudança de fase”: solidificação, fusão, sublimação, deposição, condensação, vaporização, ionização e deionização.

Veja também: Metalóides

Tipos de estados da matéria

São conhecidos quatro tipos de estados da matéria: sólido, líquido, gasoso e plasma , cada um em diferentes variáveis ​​como dureza, resistência, trabalhabilidade, fluidez, volume e coesão, bem como a relação existente entre suas determinadas partículas.

No entanto, é possível levar a matéria a estados de agregação que não ocorrem normalmente na natureza, mas sob condições muito específicas e controladas no laboratório: condensado de Bose-Einstein, condensado de Fermi, plasma supersólido ou quark-gluon, este último ainda hipotético em natureza.

Estado sólido

O estado sólido é reconhecível porque a matéria possui um corpo definido, com volume próprio e forma constante , dependendo da substância em questão. Seus átomos estão formando estruturas estreitas e rígidas, que oferecem resistência a forças externas.

Em geral, são resistentes à fragmentação , possuem pouca ou nenhuma fluidez, alta coesão e uma memória de forma que lhes confere elasticidade, ou seja, a capacidade de recuperar sua forma caso sejam retirados de sua configuração original.

Exemplos de matéria em estado sólido são gelo, pedra, cerâmica , madeira , osso .

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Estado líquido

A matéria no estado líquido apresenta uma ligação muito mais frouxa entre seus átomos do que no caso dos sólidos, o que lhe confere fluidez, sua principal característica.

Isso significa que a matéria não tem uma forma específica, mas assume a forma do recipiente em que está contida.

Em termos gerais , a matéria líquida tem menos coesão , movimento de energia cinética, fluidez, difusão, pouca compressibilidade e contração na presença de frio (exceto água).

Exemplos de materiais líquidos são a água , o mercúrio , o sangue , o leite .

Estado gasoso

A matéria no estado gasoso é chamada de “gás” e é composta, mais do que tudo, por partículas soltas e expandidas com uma força de atração muito leve, o que as impede de terem forma e volume definidos.

A liberação de um gás , de fato, faz com que ele se expanda livremente para encher o recipiente onde está contido.

Os gases têm densidade muito baixa , pois suas partículas apresentam uma desordem relativa: movem-se muito rapidamente.

Eles também têm uma baixa resposta à ação da gravidade , coesão quase nula e volume variável , mas uma capacidade de compressão muito alta.

Exemplos de gases são ozônio , gás natural de cozinha, hélio e os gases que constituem a atmosfera .

Mais em: Estado gasoso

Estado de plasma

Quando falamos de um plasma ou de uma substância em estado de plasma, estamos falando de um gás ionizado , ou seja, cujos átomos perderam sua eletroneutralidade e formam ânions (-) ou cátions (+).

Isso significa que o estado plasmático é semelhante ao do gás, mas com propriedades bem diferentes das do “gás frio” , como a tendência a conduzir eletricidade ou a grande resposta a campos magnéticos .

Existem dois tipos de plasma:

• O plasma frio . Não causa queimaduras porque suas partículas não se movem tão rápido quanto seus elétrons.
• O plasma quente . No qual os átomos estão colidindo uns com os outros ao se mover (e perdendo elétrons) e geram luz e calor no processo .

Um exemplo de material de plasma é o fogo , ou mesmo o sol , ou o conteúdo das lâmpadas de plasma.

Mudanças de estado sólido

O estado sólido de agregação pode se tornar líquido ou gasoso, por meio de processos conhecidos como:

• Fusão . Mude de sólido para líquido. Em geral, requer um aumento da temperatura, o que induz as partículas quase em repouso a se mobilizarem e ampliarem a distância entre elas, relaxando a ligação e, portanto, também a estrutura articular. Um exemplo desse processo é o aquecimento de metais em siderúrgicas para poder moldá-los e depois permitir que voltem à solidez (no resfriamento).
• Sublimação . Passe do sólido ao gasoso (sem passar pelo líquido). Em geral, isso requer condições de pressão específicas, como aquelas encontradas pela neve ou gelo nos picos das montanhas, onde nunca atingirá uma temperatura de degelo, mas vai diretamente para o vapor. Podemos ver esse efeito no gelo seco ( CO ₂ congelado).

Mudanças no estado líquido

O estado líquido de agregação pode se tornar sólido ou gasoso por meio de processos conhecidos como:

• Solidificação . Mude de líquido para sólido quando a pressão é aplicada ao líquido. Como consequência, ocorre a perda de energia cinética (calor), que faz com que as partículas passem a se mover muito mais lentamente até compor uma estrutura fixa (geométrica no caso de cristalização) e constante. Um exemplo disso é a solidificação da água.
• Congelando . Mude de líquido para sólido quando uma diminuição na temperatura é aplicada abaixo do ponto de congelamento do líquido.
• Vaporização . Mudança de líquido para gasoso, geralmente devido ao aumento da temperatura do líquido, o que motiva a separação de seus elos já soltos entre as partículas e, portanto, a perda de sua coesão. É o que acontece quando fervemos água.

Mudanças no estado gasoso

O estado gasoso pode se tornar sólido, líquido ou plasma, de acordo com os seguintes processos:

• Condensação e liquefação . Esses dois processos envolvem a transição do estado gasoso para o líquido. A condensação ocorre devido à perda de energia cinética (resfriamento), como ocorre nas nuvens altas na atmosfera, durante o ciclo da água . A liquefação ocorre devido a um aumento na pressão que força as partículas a se unirem e se relacionarem novamente.
• Deposição reversa ou sublimação . Esse é o nome dado à mudança do estado gasoso para o estado sólido, que também pode ser chamada de cristalização. Ocorre, por exemplo, no ar congelado, cujo vapor d’água passa diretamente para os cristais de gelo.
• Ionização . Isso ocorre devido à perda de elétrons dos átomos de um gás, devido ao aumento do movimento de suas partículas, o que leva ao estado de agregação do plasma.

Mudanças no estado do plasma

A matéria no estado de plasma pode retornar ao estado gasoso por meio de um processo denominado deionização, no qual o calor é removido e suas partículas recuperam os elétrons perdidos , tornando-se novamente um gás.

Outros estados de agregação

Muitos estados diferentes de agregação estão sendo experimentados, dando origem a determinadas substâncias, como ferrofluidos , aerógrafos e uma grande variedade de novos materiais .