Estados de la materia
Los estados de la materia son las formas en que se presenta una sustancia según la agitación y la unión de sus partículas.
Los estados de la materia son las formas en que se presenta la materia según el grado de agitación y de unión de sus partículas. Los tres más conocidos son el sólido, el líquido y el gaseoso; además existen el plasma y otros estados que solo se logran en condiciones extremas, como el condensado de Bose-Einstein.
¿Qué son los estados de la materia?
También llamados estados de agregación, describen cómo se organizan los átomos, las moléculas o los iones de una sustancia. El estado depende de dos factores: la temperatura y la presión. El agua, por ejemplo, es hielo a −10 °C, líquida a 20 °C y vapor a 120 °C (a presión atmosférica normal), y en los tres casos sigue siendo H₂O.
La explicación la da la teoría cinético-molecular: las partículas están siempre en movimiento, y el estado resulta del equilibrio entre su energía cinética (tendencia a separarse) y las fuerzas de atracción entre ellas (tendencia a mantenerse unidas).
Los cuatro estados principales
| Propiedad | Sólido | Líquido | Gas | Plasma |
|---|---|---|---|---|
| Forma | Fija | Se adapta al recipiente | Se adapta al recipiente | Variable |
| Volumen | Fijo | Fijo | Variable (ocupa todo el espacio) | Variable |
| Compresibilidad | Muy baja | Muy baja | Alta | Alta |
| Fuerzas entre partículas | Muy intensas | Intermedias | Muy débiles | Partículas cargadas |
| Movimiento | Vibración en posiciones fijas | Deslizamiento | Libre y caótico | Libre y caótico |
Estado sólido
Las partículas ocupan posiciones casi fijas y solo vibran. En los sólidos cristalinos, como la sal o el diamante, se ordenan en una red regular; en los amorfos, como el vidrio, carecen de ese orden. Más detalles en estado sólido.
Estado líquido
Las partículas están próximas pero pueden deslizarse unas sobre otras. Por eso un líquido fluye, toma la forma del recipiente y mantiene su volumen. Véase estado líquido; propiedades como la viscosidad miden su resistencia a fluir.
Estado gaseoso
Las partículas están muy separadas y se mueven a gran velocidad, de modo que el gas se expande hasta ocupar todo el volumen disponible y se comprime con facilidad. Consulta estado gaseoso.
Estado plasmático
Es un gas ionizado, con electrones separados de sus átomos, que conduce la electricidad y responde a campos magnéticos. Aparece en el Sol y en las estrellas, que constituyen la mayor parte de la materia visible del universo, y también en los rayos, la aurora boreal, los tubos de neón y las pantallas de plasma. Ampliación en estado plasmático.
Otros estados de la materia
- Condensado de Bose-Einstein: predicho por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein en 1924-1925 y conseguido en laboratorio en 1995 con átomos de rubidio enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto. Los átomos se comportan como una sola onda cuántica.
- Condensado fermiónico: variante con partículas de otro tipo (fermiones), obtenido a comienzos de este siglo.
- Superfluidos y cristales líquidos: estados con propiedades especiales, como la ausencia de viscosidad del helio líquido a muy baja temperatura o el orden parcial de las pantallas LCD.
Cambios de estado
Cuando se aporta o se retira energía en forma de calor, la materia pasa de un estado a otro:
- Fusión: sólido a líquido (punto de fusión).
- Solidificación: líquido a sólido.
- Vaporización: líquido a gas, por evaporación (en superficie, a cualquier temperatura) o ebullición (en todo el líquido, a su punto de ebullición).
- Condensación: gas a líquido.
- Sublimación: sólido a gas sin pasar por líquido, como el hielo seco (CO₂ sólido).
- Deposición: gas a sólido, como la formación de escarcha.
Durante un cambio de estado la temperatura permanece constante aunque se siga aportando calor, porque la energía se invierte en reorganizar las partículas.
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuánto calor se necesita para fundir 100 g de hielo a 0 °C? (Calor latente de fusión del agua: 334 J/g.)
Q = m × L = 100 g × 334 J/g = 33 400 J = 33,4 kJ. La temperatura no cambia durante la fusión.
2. Un gas ocupa 2,0 L a 1,0 atm. Si se comprime a temperatura constante hasta 0,50 L, ¿qué presión alcanza?
Ley de Boyle: P₁V₁ = P₂V₂. P₂ = (1,0 × 2,0) / 0,50 = 4,0 atm.
3. ¿Qué calor hay que aportar para vaporizar 50 g de agua que ya está a 100 °C? (Lvap = 2257 J/g.)
Q = 50 × 2257 = 112 850 J ≈ 113 kJ.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos estados de la materia existen?
Se estudian cuatro en los niveles básicos: sólido, líquido, gas y plasma. En física se conocen además otros más exóticos, como el condensado de Bose-Einstein, que solo aparecen en condiciones extremas.
¿Cuál es el estado más abundante del universo?
El plasma, porque las estrellas, que concentran la mayor parte de la materia visible, están formadas por gas ionizado.
¿Por qué los gases se pueden comprimir y los líquidos no?
Porque en un gas las partículas están muy separadas y hay mucho espacio vacío entre ellas; en un líquido ya están casi en contacto y apenas pueden acercarse más.
¿Cuál es la diferencia entre evaporación y ebullición?
La evaporación ocurre solo en la superficie del líquido y a cualquier temperatura; la ebullición se produce en todo el líquido cuando alcanza su punto de ebullición, con formación de burbujas.
¿Qué es la sublimación?
Es el paso directo de sólido a gas sin fundirse. Lo hacen el hielo seco, el yodo o la naftalina.
Referencias
- Atkins, P. y de Paula, J. Química física. Editorial Médica Panamericana.
- Anderson, M. H. et al. (1995). «Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor». Science, 269.
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Estados de la materia». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/estados-de-la-materia/
