Agregação de estados de matéria: tipos e exemplos - Ciência - 2023

Contente

oestados de agregação da matéria são as maneiras pelas quais a matéria se manifesta diante de nossos olhos e sentidos. Eles estão diretamente relacionados ao grau de interação de suas partículas constituintes, sejam átomos, íons, moléculas, macromoléculas, células, etc.

Quando se trata do grau de interação, ele se refere à força com que as partículas se unem para formar conjuntos, que por sua vez acabam definindo uma fase ou estado material. Assim, temos os três estados fundamentais de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso, todos presentes aqui na Terra em grandes escalas.

Os oceanos e os mares são exemplos de líquidos. A atmosfera e o ar que respiramos correspondem ao estado gasoso. Enquanto isso, os icebergs e a crosta terrestre representam os sólidos do planeta Terra. Além desses três estados, podemos citar o coloidal, visto nas nuvens do céu e em inúmeros objetos naturais.

Existem também outros estados de agregação da matéria que são considerados exóticos porque se desenvolvem apenas em laboratórios ou em territórios cósmicos sob condições inimagináveis de temperaturas e pressões. Alguns deles são plasma, matéria de nêutron, matéria fotônica ou condensados de Bose-Einstein.

Estado de agregação líquida

No líquido, as interações entre as partículas são fortes, mas não o suficiente para privá-las de movimento livre. Portanto, os conjuntos de partículas definem uma substância que é capaz de ocupar todo o volume de um recipiente, mas que ao mesmo tempo experimenta a força atrativa da gravidade.

Consequentemente, o líquido tem uma superfície que se estende por toda a largura do recipiente. Isso é observado em qualquer garrafa, cuba, tanque, poço, cadinho, etc. Ao sacudir o recipiente, o líquido tende a respingar nas bordas ou espirrar diretamente no solo.

Uma característica especial dos líquidos é que eles podem fluir seguindo as dimensões de um canal ou tubo.

Alguns exemplos de líquidos são:

-Água

-Óleo

-Petróleo

-Lavar

-Mel

-Syrups

-Bromo

-Mercúrio

-Tetracloreto de carbono

-Tetracloreto de titânio

-Sais fundidos

- Metais fundidos

-Nitrogenio liquido

-Gasolina

-Beers

-Vinhos

-Ácido acético glacial

Existem líquidos que fluem mais do que outros, o que significa que possuem viscosidades diferentes. Esta é uma propriedade dos líquidos que serve para caracterizá-los; isto é, para diferenciá-los uns dos outros.

Estado de agregação gasosa

Os gases são visualizados como bolhas em líquidos ou como névoas ou vapores. As interações entre suas partículas são fracas, o que faz com que haja muita distância entre elas. Conseqüentemente, formam uma substância que mal sente os efeitos da gravidade e que se difunde por todo o volume do recipiente que a contém.

Nos gases, as partículas, sejam átomos, íons ou moléculas, têm a máxima liberdade de movimento. Dependendo de suas massas, alguns gases podem ser mais densos que outros, o que afeta diretamente sua velocidade de propagação através do espaço.

Este estado de agregação da matéria é considerado evasivo, fugaz, evasivo (intocável) e disperso.

Alguns exemplos de gases são:

-Vapor de água

-Dióxido de carbono

-Ar

-Flatulência

-Amônia

-Oxigênio

-Hidrogênio

-Hélio

-Cloro

-Flúor

-Metano

-Gás natural

-Etano

-Acetileno

-Fosfina

-Fosgênio

-Silane

Óxidos de nitrogênio (NO_x)

- Dióxido de enxofre e trióxido

-Ozônio

-Hexafluoreto de enxofre

-Éter dimetil

Os gases em geral são indesejáveis, pois em caso de vazamentos propagam-se rapidamente pelo espaço e costumam representar graves riscos de incêndio ou envenenamento. Da mesma forma, os gases desenvolvem pressões perigosas durante muitos processos industriais e são os poluentes ou resíduos que mais impactam a atmosfera.

Estado sólido de agregação

O estado sólido de agregação é caracterizado por suas partículas terem fortes interações. Conseqüentemente, eles experimentam toda a força gravitacional do planeta, então eles definem seus próprios volumes, não importa em quais recipientes estejam, deixando vários espaços ocos ou vazios.

Os sólidos são caracterizados por existirem como corpos cristalinos ou amorfos, dependendo do grau de disposição de suas partículas. Eles também têm outras propriedades, como dureza, impenetrabilidade e densidade.

Alguns exemplos de sólidos são:

-Gelo

-Ossos

-Gelo seco

-Carvão

-Grafite

-Diamante

-Minerais

-Você sai

-Rocks

-Madeira

-Carne

-Fibras vegetais

-Plastics

-Fibras têxteis

-Metais

-Gorduras sólidas

-Alloys

-Óculos

-Iodo

-Complexos de metal

Os sólidos em geral são as substâncias mais desejáveis, pois são as mais fáceis de armazenar e manusear. Da mesma forma, eles correspondem aos corpos com os quais mais podemos interagir com nossos sentidos. É por isso que o desenvolvimento de novos materiais quase sempre desperta mais interesse do que a descoberta de novos líquidos ou gases.

Estado de agregação coloidal

Embora não seja considerado um dos estados fundamentais da matéria, junto com o sólido, o líquido ou o gasoso, a verdade é que o estado coloidal é bastante comum na natureza e na indústria, abrangendo um imenso número de misturas. Precisamente, o estado coloidal não ocorre em substâncias puras, mas em misturas, onde um dos componentes está disperso em uma fase maior.

Sendo uma mistura, as duas fases apresentam seus próprios estados de agregação. Por exemplo, a fase dispersa pode ser sólida, enquanto a fase principal ou de dispersão também pode ser sólida, gasosa ou líquida. Existem várias possibilidades e combinações. Portanto, existem muitos corpos coloidais encontrados na natureza.

Alguns exemplos de substâncias coloidais são:

-Nuvens

-Fumaça

-Nevoeiro e nevoeiro

-Sangue

-Sorvetes

-Leite

-Maionese

-Molho de tomate

-Manteiga

-Geléia

-Creme de amendoim

-Papéis

-Vidro pintado

-Pinturas

- Cosméticos

-Queijo

-Porcelana

-Espuma

-Marshmallows

No entanto, as suspensões como tais estão fora dos estados de agregação da matéria, uma vez que as interações entre seus componentes não são tão "íntimas" como acontece com os colóides.

Eles são simplesmente misturas cujas propriedades não diferem muito daquilo que é conhecido para líquidos ou sólidos. Por exemplo, lama, uma lama, é simplesmente considerada “água com muito solo”.

Estado de agregação de plasma

No estado de agregação de plasma, uma passagem é dada para matéria exótica. Não se fala propriamente de átomos, moléculas ou íons, mas de prótons, nêutrons e elétrons. Ele se origina quando um gás recebe fortes choques elétricos ou experimenta um calor imenso. Quando isso acontece, ele se ioniza, ou seja, perde elétrons para ganhar cargas positivas.

À medida que perde elétrons, íons gasosos se formam, até que finalmente seus núcleos atômicos ficam descobertos. Haverá então uma "sopa dourada" de prótons, nêutrons e elétrons. Nesta sopa as partículas têm um comportamento coletivo, o que significa que seus movimentos influenciam diretamente os de seus vizinhos. Eles não apresentam um comportamento tão livre quanto o dos gases.

Os plasmas são caracterizados por serem substâncias brilhantes e quentes, que constituem o "tecido" estelar. Portanto, eles são encontrados nas estrelas e em nosso Sol, sendo possivelmente o estado de matéria mais abundante do Universo. No entanto, eles também podem se originar aqui na Terra.

Alguns exemplos de plasmas são:

-Fogo

- Raios elétricos

-Luzes de neon

-Lasers

-Lâmpadas fluorescentes

-Ventos solares

-Nebulosas

- Televisores de plasma

- Cauda de cometas

O grau de ionização do plasma e, portanto, sua energia, podem variar, com plasmas que podem ser usados em aplicações e instrumentos da vida diária.

Condensado Bose Einstein

Previsto pelos cientistas Albert Einstein e Satyendra Nath Bose, o condensado de Bose-Einstein é um estado no qual bósons, neste caso átomos de rubídio ou sódio, aglomeram no estado de energia mais baixa em temperaturas muito baixas, tocando o Zero absoluto.

Nessas temperaturas, os átomos se aglomeram ou se condensam de tal forma que se comportam como se fossem uma única entidade: um superátomo.

Estado de agregação de nêutrons

A matéria de nêutrons está alguns passos à frente do plasma. Agora, as condições que as partículas experimentam são tão intensas que prótons e elétrons se fundem para formar nêutrons. Portanto, haverá uma quantidade inimaginável de nêutrons altamente compactados.

O estado de agregação de nêutrons é encontrado nas famosas estrelas de nêutrons, fazendo parte dos corpos celestes mais interessantes e investigado pela astronomia. Alguns cunharam o termo "neutrônio" para designar matéria composta exclusivamente de nêutrons, e tem sido uma fonte de inspiração para muitas obras de ficção científica.

Estado de agregação fotônica

Até agora, falou-se das interações que existem entre átomos, prótons, nêutrons, elétrons, moléculas, etc., para formar diferentes estados de agregação da matéria. Indo ainda mais longe, beirando a fantasia, as interações entre fótons de luz são possíveis. No entanto, não qualquer luz, mas uma de energia muito baixa.

Para que os fótons de muito baixa energia interajam e, assim, formem “moléculas fotônicas” de dois ou três fótons, é necessário fazê-los passar por uma nuvem de átomos de rubídio congelados. Nessas temperaturas e condições, os fótons entram na nuvem como entidades individuais e os deixam em pares ou trios.

Especula-se que tais interações poderiam um dia ser usadas para armazenar informações em computadores quânticos, tornando-os muito mais poderosos e rápidos.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Estado da matéria. Recuperado de: en.wikipedia.org
Chem.Purdue. (s.f.). Estados da matéria. Recuperado de: chem.purdue.edu
Rader Andrew. (2018). Estados da matéria. Recuperado de: chem4kids.com
Maria Estela Raffino. (12 de fevereiro de 2020). Estados de agregação da matéria. Conceito de. Recuperado de: concept.de
Chu Jennifer. (15 de fevereiro de 2018). Os físicos criam uma nova forma de luz. MIT News. Recuperado de: news.mit.edu