Estado sólido

El estado sólido es uno de los cuatro estados de agregación de la materia que más se conocen. Explicamos qué es el estado sólido, sus características, propiedades, ejemplos y más.

¿Qué es el estado sólido?

Entre las cuatro formas esenciales de la materia que más se conocen, el estado sólido es una de ellas, al igual que el estado sólido, líquido, gaseoso y plasmático. Cada una de las formas mencionadas se conocen como los estados de agregación de la materia.

Los sólidos o la materia en estado sólido se identifican porque sus partículas están dispuestas en nexos que son fuertes y rígidos, motivo por el que la estructura física de un sólido se define muy bien. En cuanto a esa fuerza de cohesión que las partículas tienen, hace que la forma y el volumen de un sólido sean estables, al igual que logran un cierto margen de resistencia y dureza.

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Estado Sólido

Características del estado sólido

Cohesión – Es una de las características fundamentales de los sólidos, pues, aunque en su naturaleza química los sólidos son idénticos a los líquidos y gases, las partículas se encuentran más juntas entre sí, por lo cual sus nexos son más fuerzas.

Forma – Como conjunto los sólidos mantienen su forma definida, con un volumen propio y unos límites claros.

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Rigidez – Los sólidos se resisten ante la deformación en la mayoría de los casos. Esto aplica incluso para una fuerza constante como la gravedad o el peso.

Incompresibilidad – En comparación con los líquidos y los gases, en el caso de los sólidos no es posible que sean comprimidos más, pues las partículas no se pueden juntar más entre sí.

Subdivisión – Por lo general se subdivide a los sólidos en cristalinos por tener una estructura atómica regular, y los amorfos porque sus partículas se ordenan de modo irregular.

Propiedades del estado sólido

  • Elasticidad – Un sólido va a recuperar su forma original si se lo deforma. Para observar esta propiedad se puede pensar en un resorte.
  • Dureza – Se trata de una oposición que tienen los materiales ante una alteración, por ejemplo, la penetración, cortadura, rayados, abrasión o deformaciones.
  • Fragilidad – Los sólidos se los puede romper en varios fragmentos. En ese sentido es posible que sean quebradizos.
  • Alta densidad – Un sólido presenta una densidad alta por lo general, esto porque sus moléculas son cercanas entre sí.
  • Forma definida – Son rígidos relativamente y no van a fluir como el caso de los líquidos y gases, con la excepción de una presión extrema en el entorno.
  • Inercia – Es la resistencia o dificultad con la que un sistema físico o social se opone ante los cambios. En un sólido es la resistencia a que se dé un cambio en el estado de reposo.
  • Flotación – Parte de los sólidos tienen esta propiedad, aunque depende que la densidad sea menor a la del líquido en la que sean colocados.
  • Maleabilidad – Es una propiedad de la materia que tienen los cuerpos cuando se labran por deformación. Es una propiedad que posibilita la obtención de láminas delgadas de un material sin que se rompa.
  • Tenacidad – Es la resistencia con la que un material se opone para que las grietas y fisuras se puedan propagar.
  • Rigidez – En ciertos casos los sólidos van a resistir más ante una torcedura o doblez.
  • Ductilidad – Es una propiedad para que se puedan obtener hilos de los sólidos.
  • Aleabilidad – Propiedad para que se formen aleaciones para que se produzcan materiales nuevos para que sus características mejores o se ajusten.
  • Deformación – En algunos casos los sólidos se deforman sin llegar a romperse, por lo cual van a adquirir una forma diferente.
  • Calor específico – Es la capacidad de una sustancia para que el sólido aumente 1°C su temperatura.

Tipos de sólidos

Se subdivide a la materia en estado sólido según sea el modo en que las partículas se ordenan:

  • Cristalinos – Están compuestos por celdillas que se organizan de forma geométrica. Por esta razón su forma es regular, sigue un patrón y es precisa.
  • Amorfos o vítreos – Sus partículas no se juntan de acuerdo a una estructura ordenada o un patrón. Su forma es variada e irregular, esto dependiendo de las condiciones en las que se produjeron.

Ejemplos del estado sólido

  • Metales – El mercurio es la única excepción dentro de esta categoría. Un metal a temperatura ambiente va a conservar su dureza y solidez, lo cual se explica por los enlaces metálicos que existen entre los átomos. Ahora bien, con el calor suficiente, un metal va a fluir como un líquido y tendrá formas nuevas.
  • Hielo – Si el agua en estado líquido se lleva a su punto de congelación, se cristaliza para convertirse en hielo.
  • Piedras – Se componen de elementos calcáreos y minerales. Se pueden ver en todas partes y es una de las muestras típicas de los sólidos en el planeta.
  • Huesos – Se mineralizan con calcio que es tomado de la alimentación. Hacen parte del cuerpo de los vertebrados y le brindan solidez.
  • Hormigón – Es una unión de materiales como agua, grava y cemento en polvo. En principio es una pasta húmeda y después es una materia que es muy dura cuando se deseca. En la construcción se emplea con mucha frecuencia.
  • Sal de mesa – La que se usa y consume con regularidad en el día a día.
  • Hierro – Un metal con muchas aplicaciones en la vida cotidiana. Usado para la aleación del acero.

Cambios de fase del estado sólido a otros estados

Aunque la fuerza de cohesión de las partículas de los sólidos es considerable, con ciertos procesos físicos es posible causar un cambio de fase, por lo cual un sólido puede pasar a estado líquido o gaseoso:

  • Fusión – Ocurre si se da un aumento en la temperatura del sólido para que alcance el punto máximo que puede absorber o punto de fusión, momento desde el que hay un exceso de energía que logra vencer el nexo que las partículas tienen entre sí, razón por la que se van a mover con más prisa, lo cual romperá su estado estacionario y terminarán para fluir como un líquido.
  • Sublimación – En ciertos sólidos es posible que se los convierta en gases directamente, sin que tengan que pasar por el estado líquido con antelación. Para ello hay que añadir calor y que se den unas condiciones de presión que sean suficiente. Esto se observa por ejemplo con un hielo en un sitio frío y seco para que se llegue a dar agua.

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