Propiedades y Características de los Estados de la Materia: Sólido, Líquido, Gaseoso y Más

Estados de Agregación de la Materia y sus Propiedades

Estados Fundamentales y sus Características

• Sólido: Forma definida, volumen poco variable con la temperatura y presión, estructura interna cristalina. Puede presentar plasticidad (cambio de forma) o elasticidad (recuperación de forma después de una deformación).
• Líquido: Carece de forma definida (adopta la del recipiente), presenta una superficie que limita el espacio ocupable, y su volumen varía poco con la temperatura y la presión.
• Gaseoso: Gran variabilidad de volumen con cambios de presión y temperatura, no presenta superficie límite y tiende a ocupar todo el espacio disponible.

Estados Intermedios

• Vítreo/Amorfo: Apariencia sólida pero con propiedades de líquido.
• Mesomorfo: Esencialmente líquidos con anisotropía (propiedades que varían según la dirección).

Teoría Cinética y Leyes de los Gases

Teoría Cinética: Explica las propiedades de los gases. La masa gaseosa está formada por un gran número de partículas en constante movimiento a alta velocidad y en todas direcciones, chocando entre sí.

Leyes Fundamentales de los Gases

• Ley de Boyle: A temperatura constante y para una masa definida de gas, el volumen y la presión son inversamente proporcionales.
• Ley de Gay-Lussac: Para una masa de gas a presión constante, el volumen aumenta linealmente con la temperatura.
• Hipótesis de Avogadro: A igual presión y temperatura, volúmenes iguales de cualquier gas contienen el mismo número de moléculas.
• Ley de las Mezclas (Dalton): La presión ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que ejercería cada uno por separado si ocupara el volumen total.
• Ecuación de Van der Waals: Explica los fenómenos del punto crítico y la licuación de los gases.

Solubilidad, Absorción y Adsorción

• Solubilidad: Disolución de un gas en un líquido, donde las moléculas del gas se interponen entre las del líquido, formando una fase líquida única.
• Absorción: Fijación de un gas en un líquido o en un sólido en toda su masa.
• Adsorción: Fijación de un gas en la superficie de un sólido, no en toda su masa.

Leyes de Adsorción

1. A presiones bajas, la adsorción es proporcional a la presión parcial del gas.
2. A presiones altas, la cantidad adsorbida es constante; aunque aumente la presión, no se fija más gas.

Ecuación Isoterma de Langmuir: Relaciona la cantidad de sustancia adsorbida con la presión del gas o la concentración en el medio líquido que rodea al sólido.

Difusión: La cantidad de gas que difunde por una superficie es proporcional al gradiente de concentraciones.

Propiedades de los Líquidos

• Vaporización: Paso de líquido a gas, con absorción de calor.
• Presión de vapor: Presión que ejercen las moléculas vaporizadas en el vacío y en equilibrio con el líquido.
• Evaporación: Vaporización del líquido en la superficie libre, cuando su presión de vapor es inferior a la presión externa.
• Ebullición: Vaporización del líquido en toda su masa, cuando la presión de vapor iguala o supera a la presión externa.
• Solidificación: Paso de líquido a sólido.
• Viscosidad: Resistencia de un fluido al deslizamiento debido al rozamiento interno.
• Ley de Poiseuille: Mide la viscosidad de los líquidos.
• Tensión superficial: Fuerza o energía de superficie.
• Cohesión: Fuerza de atracción mutua entre moléculas.
• Miscibilidad: Capacidad de dos líquidos para mezclarse, donde las moléculas de uno se dispersan homogéneamente en el otro.

El Agua y sus Propiedades

El agua posee una alta tensión superficial, es un disolvente general en el organismo, tiene alta conductividad térmica, elevado calor específico, alto calor latente de vaporización, elevada constante dieléctrica y es un electrolito débil.

Isotropía y Anisotropía

• Isotropía: Distribución uniforme de propiedades (ópticas, eléctricas, mecánicas, etc.) en todas las direcciones. Característica de los *líquidos*.
• Anisotropía: Lo contrario a la isotropía. Característica de los *sólidos*.

Estado Sólido y Cuerpos Cristalinos

Cuerpos cristalinos: Aquellos cuyos átomos, moléculas o iones ocupan posiciones fijas formando una red tridimensional.

Tipos de Cristales

• Cristales atómicos: Los nodos de la red están formados por átomos.
• Cristales iónicos de tipo salino: Los nodos de la red están ocupados por iones positivos y negativos.
• Cristales iónicos metálicos: Los nodos de la red están ocupados por iones del mismo signo.
• Cristales moleculares: Los nodos del cristal están ocupados por moléculas.

Cristal hexagonal de hidroxiapatito: Componente sólido principal de los huesos.

Cambios de Estado

1. Sublimación: Sólido a gas.
2. Fusión: Sólido a líquido.
3. Vaporización: Líquido a gas.
4. Condensación: Gas a sólido.
5. Licuación: Gas a líquido.
6. Solidificación: Líquido a sólido.

Solubilidad de un sólido en un líquido: El sólido se disuelve en el líquido.