Los estados de la materia

Al principio puede parecer un concepto un tanto difícil de comprender, pero la materia es básicamente todo lo que nos rodea, incluso aquello que no podemos ver, es decir, todo aquello que ocupe un lugar en el espacio y que tenga peso (sin importar que tan alto o bajo sea) es considerado materia.

La materia puede estar presente principalmente en tres estados, que son: líquido, gaseoso y sólido. Estas son las características centrales de la materia que hacen que varíe la forma en la que los humanos podemos percibir (si la podemos sentir, si la podemos ver sin la necesidad de equipamiento científico, etc.), utilizar y transformar (en caso de que sea posible).

Como acabamos de ver, la materia se divide en tres estados: sólido, líquido y gaseoso, pero, ¿qué más sabemos de ellos?

• EL ESTADO SÓLIDO. El estado sólido de la materia es aquel donde los átomos y las moléculas están unidos entre sí, lo que hace que el volumen y la forma de este elemento sea relativamente rígido y definido. Dicho de otra forma, en el estado sólido las partículas están comprimidas, por lo que no se pueden mover mucho. Las partículas de un sólido tienen una energía cinética muy baja. Los electrones de cada átomo están en movimiento, por lo que tienen una pequeña vibración, pero se mantienen fijos en su posición gracias a su forma y volumen definidos. Las partículas de los sólidos, por su parte, están tan comprimidas que, al incrementar la presión sobre estos, no se comprimen a un volumen más pequeño.

• EL ESTADO LÍQUIDO. El estado líquido de la materia es cuando los átomos y las moléculas están débilmente unidas, por lo que no es un elemento tan estático y, aunque es definido, puede cambiar su forma al fluir. Los materiales en estado líquido se caracterizan por tener una mayor energía cinética, ya que sus partículas no están retenidas en un arreglo regular, pero sí están lo suficientemente cercanas unas a otras como para mantener un volumen definido. Los líquidos, al igual que los sólidos, no pueden ser comprimidos y, debido a que las partículas tienen suficiente espacio para fluir unas alrededor de otras, no tienen una forma definida. Las partículas de los líquidos se mantienen unidas por una atracción “intramolecular” débil, esta fuerza cohesiva junta a las partículas para formar gotas o chorros.

• EL ESTADO GASEOSO. El estado gaseoso se da cuando los átomos y las moléculas se mueven libremente y se separan entre sí, por lo que no hay forma ni volumen definidos. Las partículas de los materiales gaseosos tienen mucho espacio entre ellas y tienen una energía cinética muy alta. Si no se encuentran confinadas, las partículas del gas se esparcirán indefinidamente; si se encuentra confinadas, las partículas se expandirán para llenar el contenedor. Cuando un gas es puesto bajo presión, al reducir el volumen del contenedor, el espacio entre las partículas se reduce. Si el volumen se mantiene constante pero la temperatura del gas aumenta, entonces la presión se incrementa. Las partículas de gas tienen suficiente energía cinética como para superar las fuerzas intermoleculares que mantienen a los líquidos juntos, por lo que un gas no tiene un volumen o una forma definida.

→ Ejemplo: la materia que mejor sirve para ejemplificar todos estos estados es el agua. Cuando está congelada en forma de cubitos de hielo llega al estado sólido, cuando el hielo se derrite se encuentra en estado líquido, y si llevamos ese líquido a su punto de ebullición y hervimos el agua, entonces haremos que se transforme en vapor alcanzando el estado gaseoso.

La materia tiene propiedades físicas y químicas y, si bien podrían verse por separado, no hay que olvidarse de que en la realidad actúan como una misma y solo se separan para ser estudiadas en mayor profundidad con la ayuda del método científico.

La masa y el volumen son las propiedades fundamentales de la materia, y prácticamente van de la mano. Para explicarlo en palabras sencillas, te diremos que la masa es la cantidad de materia que tiene un objeto (se mide a través del peso) y el volumen es el espacio que ocupa en el universo (se mide con la ayuda del sistema métrico). Es importante que recuerdes que masa y volumen no son sinónimos, ya que hay objetos que tienen la misma masa pero no el mismo volumen y viceversa. Para que te hagas una idea, una pelota de fútbol tiene el mismo volumen que una bola de bolos, pero la masa de la bola de bolos es mayor. También puede ser que dos botellas tengan el mismo volumen, pero si una está llena de líquido entonces su masa será mayor.

Quizá ahora te surja la duda de cómo se puede estudiar la relación entre ambas, y allí es donde entra la propiedad conocida como “densidad”. La densidad es aquello que permite analizar cuál es la relación entre masa y volumen que hay en un objeto determinado, es decir, en la materia.

Otra propiedad central de la materia es la temperatura, ya que esta no depende del tamaño de la materia o de la cantidad de sustancia que tenga, sino que es algo que ya viene con el elemento (es inherente a él). En algunos casos, los cambios en la temperatura de la materia pueden hacer que la misma se transforme pasando por distintos estados (como el ejemplo del agua mencionado en el punto anterior).

Es probable que, tras leer este artículo, ya te hayas hecho una idea general de por qué es importante comprender qué es la materia, pero por si acaso, lo diremos nuevamente de manera más explícita:

→ Comprender la materia es algo fundamental porque la materia es todo lo que nos rodea., y entenderlo puede ser utilizado a nuestro favor en nuestra vida cotidiana. Si tú, cuando seas más mayor, eliges seguir el camino de la ciencia a través de la química o la física, entonces podrás expandir tus conocimientos relacionados con la materia. Esto te ayudará a medirla, a predecir cómo reacciona ante distintos tipos de cambio, etc.

→ Al comprender las propiedades químicas de la materia puedes aprender también qué elementos que se usan día a día en el hogar no se deben mezclar (como ciertos productos de limpieza). Por otra parte, al comprender los aspectos físicos también te será más fácil lograr entender que la materia pase de un estado a otro en la cocina, usando el pasaje de estados de la materia a tu favor.

Aunque no estemos todo el tiempo pensando en ello, o no lo hagamos de manera consciente, lo cierto es que pensamos en las propiedades de la materia todos los días. Cuando levantamos una piedra y nos damos cuenta de que es pesada, o cuando nos paramos a ver el color de las hojas de los árboles…, todo esto es nuestra percepción diaria de la materia.

Puedes comenzar a practicarlo desde la comodidad de tu hogar ahora mismo. Tan solo quédate sentado durante un rato y empieza a identificar la materia que te rodea. Esto también puede ser un juego divertido si estás en medio de un viaje de carretera, y puedes ponerte a pensar los distintos cambios que atravesó la materia para llegar al estado en el que se encuentra hoy (como cuando las flores florecen en primavera o cuando las hojas de los árboles cambian de color en el otoño o el agua se transforma en nieve durante el invierno). Además de interesante… ¡será muy divertido!