A veces llamado el cuarto estado de la materia, el plasma consiste en gas ionizado en el que uno o más electrones no están unidos a una molécula o átomo. Es posible que nunca observe una sustancia tan exótica, pero se encuentra con sólidos, líquidos y gases a diario. Muchos factores afectan en cuál de estos estados existe la materia.

Fuerzas intermoleculares en el trabajo

Los átomos, los componentes básicos de la materia, se combinan para crear moléculas como el agua. Las fuerzas intermoleculares (IMF) entre las moléculas ayudan a determinar la fase de una sustancia. Cuando el FMI es débil, una sustancia generalmente es un gas cuando la presión atmosférica es de 1 atm (una unidad de presión atmosférica estándar) y la temperatura es de 25 grados Celsius (77 Fahrenheit). Por el contrario, la sustancia probablemente será sólida a la misma presión y temperatura cuando el FMI sea fuerte.

Sólidos, líquidos, gases y partículas

Las diferentes fases de la materia se comportan de maneras únicas. En un sólido, la atracción entre partículas es mayor que su energía de movimiento, las partículas también son cercanas. Las partículas en líquidos están cerca, pero su energía de movimiento y atracción son casi las mismas. Finalmente, las partículas de gas están muy separadas y su energía de atracción es menor que su energía de movimiento.

Transiciones de fase

La temperatura, la presión y la composición de una sustancia afectan la forma en que cambia las fases. Un diagrama de fase muestra las fases que las diferentes sustancias asumen a diversas temperaturas y presiones. La vaporización, la condensación, la sublimación, la deposición, la congelación y la fusión son algunas de las formas en que ocurren los cambios de fase. La vaporización ocurre cuando el líquido se convierte en gas, mientras que la condensación describe el proceso en el que el gas vuelve a convertirse en líquido. Cuando el agua se evapora, se produce la vaporización y el vapor de agua puede volver al estado líquido al condensarse. Algunas sustancias, como el dióxido de carbono sólido (hielo seco) pueden pasar directamente del estado sólido al gas, los científicos llaman a esta sublimación. La deposición es el proceso opuesto: un gas evita el estado líquido y se transforma en un sólido. La congelación está cambiando de líquido a sólido, y la fusión está cambiando de sólido a líquido.

Diferencias de fase

Una sustancia puede pasar de líquido a gas al hervir, de líquido a sólido por congelación, y de sólido a líquido al derretirse. El hielo, el agua líquida y el vapor de agua pueden estar formados por las mismas moléculas, pero difieren en varias formas importantes. Por ejemplo, es difícil comprimir un sólido o líquido en gran medida, pero puede comprimir fácilmente un gas. Los líquidos y los gases adoptan la forma de sus contenedores, pero los sólidos no. Los gases tienen una capacidad adicional de expandirse cuando asumen la forma de un contenedor y coinciden con el volumen del contenedor.