Anexo:Estados de la materia

Los estados de la materia se distinguen por los cambios en las propiedades de la materia asociados a factores externos como la presión y la temperatura. Los estados suelen distinguirse por una discontinuidad en una de esas propiedades; por ejemplo, el aumento de la temperatura del hielo produce una discontinuidad en el aumento de la temperatura. Los tres estados clásicos (básicos, fundamentales) de la materia suelen resumirse en sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, en el siglo XX, el mayor conocimiento de las propiedades más exóticas de la materia dio lugar a la identificación de muchos estados adicionales de la materia, ninguno de los cuales se observa en condiciones normales.

Historia

Al principio, los filósofos de la naturaleza sólo contemplaban tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Esta clasificación se basaba en las características que podían sentir y tocar.​​

Cuando los físicos desarrollaron las ecuaciones termodinámicas que describen los sistemas termodinámicos, observaron que al trazar, por ejemplo, la dependencia de la presión con respecto a la temperatura se obtiene un conjunto de curvas que se conectan en los puntos de las transiciones de fase.​

Para aproximar este fenómeno, utilizaron una noción de potencial termodinámico (es decir, alguna función matemática que incluye los valores medibles de P, V, T), a saber, el llamado potencial de función de Gibbs, que aproxima los puntos de las transiciones de fase en los puntos en los que su primera, segunda o tercera derivada se interrumpe.​

Estados de baja energía

Estados clásicos

• Sólido: Un sólido mantiene una forma y un volumen definidos sin un contenedor. Las partículas se mantienen muy cerca unas de otras.
  • Sólido amorfo: Sólido en el que no existe un orden lejano de las posiciones de los átomos.
  • Sólido cristalino: Sólido en el que los átomos, las moléculas o los iones están agrupados regularmente.
  • Cristal plástico: Sólido molecular con orden de posición de largo alcance, pero con moléculas constituyentes que conservan la libertad de rotación.
  • Cuasicristal: Sólido en el que las posiciones de los átomos tienen un de largo alcance, pero que no se repite.
• Líquido: Un fluido mayoritariamente no compresible. Es capaz de adaptarse a la forma de su recipiente, pero conserva un volumen (casi) constante independientemente de la presión.
  • Cristal líquido: Propiedades intermedias entre los líquidos y los cristales. En general, puede fluir como un líquido, pero presenta orden de largo alcance.
• Gas: Un fluido compresible. El gas adopta la forma de su recipiente, pero también se expande para llenarlo.

Estados modernos

• Plasma: Se trata de partículas de carga libre, normalmente en igual número, como los iones y los electrones. A diferencia de los gases, el plasma puede autogenerar campos magnéticos y corrientes eléctricas y responder fuerte y colectivamente a las fuerzas electromagnéticas. El plasma es muy poco común en la Tierra (excepto en la ionosfera), aunque es el estado de la materia más común del universo.​
• Fluido supercrítico: En situaciones de alta temperatura y presión, la distinción entre líquido y gas se desvanece.
• Materia degenerada: Materia bajo situaciones de presión extrema, tal como describe el principio de exclusión de Pauli.
• Superconductividad: Algunos materiales bajo ciertas condiciones son capaces de transmitir corrientes eléctricas sin pérdidas de energía.
• Superfluidos: Esta fase se obtiene con unos pocos líquidos a condiciones de muy bajas temperaturas, con la característica de tener cero viscosidad (es decir, se desplazan sin fricción).
• Supersólidos: Se trata de un material sólido con características de un superfluido.

Estados de alta energía

• Plasma de quarks-gluones: Fase en la que los quarks se vuelven libres y capaces de moverse de forma independiente (en lugar de estar perpetuamente unidos en partículas o ligados entre sí en una cerradura cuántica en la que ejercer la fuerza añade energía y finalmente se solidifica en otro quark) en un océano de gluones. Puede ser brevemente alcanzable en los aceleradores de partículas o en el interior de las estrellas de neutrones.

Véase también

• Materia
• Estados de la materia