Te explicamos qué son los sólidos, cuáles son sus propiedades y múltiples ejemplos. Además, cuáles son los otros estados de la materia.
¿Qué es un sólido?
El estado sólido (del latín sólido, «sólido» o «firme») es uno de los cuatro estados de agregación de la materia, junto con los estados líquido, gaseoso y de plasma, es decir, una de las cuatro formas en que surge la materia en el universo. Pero a diferencia de los otros tres estados, el sólido tienen una estructura rígida, resistente a los cambios de forma y volumen y completamente desprovistos de fluidezporque sus partículas están organizadas de forma muy apretada e intensa, dentro de una estructura tridimensional que le es propia.
La clave de la física de los sólidos está en la organización de sus partículas, que pueden ser de tres tipos básicos:
- sólidos cristalinos. Son aquellos cuyas partículas se ordenan en un patrón estable y recurrente, formando estructuras geométricas denominadas cristales. Estos se suman entre sí para formar un patrón aún más grande, preservando su estabilidad y resistencia conjunta.
- sólidos semicristalinos. Son aquellos cuyas partículas tienen cierta tendencia a organizarse en patrones, pero que no se repiten completamente, por lo que no forman cristales.
- sólidos amorfos. Son aquellos cuyas partículas no están ordenadas perceptiblemente, sino que tienen una estructura irregular, sin patrones establecidos.
Una sustancia puede adquirir un estado sólido si las condiciones de presión y temperatura del entorno son las adecuadas: un trozo de hielo es sólido, por ejemplo, pero si se calienta se derrite y se vuelve líquido, y viceversa. Lo mismo ocurre con ciertos gases por el proceso denominado deposición o sublimación inversa: pasan a estado sólido formando cristales, como ocurre con el vapor de agua en un día especialmente frío.
Ver también: sólido, líquido, gas
Propiedades sólidas
Los sólidos tienen diferentes propiedades físicas, según su naturaleza y la composición de sus átomos. Estas propiedades, en general, suelen ser las siguientes:
- Forma y volumen fijos y definidos.Presentan por tanto una cierta resistencia a la deformación ya la acción de fuerzas sobre su superficie.
- Alta densidaden comparación con los líquidos y especialmente con los gases, porque sus partículas están muy cerca unas de otras y son cohesivas.
- Dureza y tenacidades decir, respectivamente, un cierto grado de resistencia a la penetración, abrasión, cizallamiento y deformación permanente, así como a la propagación de grietas o fisuras.
- maleabilidad y ductilidades decir, un cierto grado de tolerancia a la deformación, ya sea en las láminas o en los hilos del material, que permite su uso como materia prima.
- Rigidez, fragilidad y/o elasticidadlo que significa que algunos sólidos resisten la deformación (sólidos rígidos) y pueden romperse bajo la acción de una fuerza (sólidos quebradizos), mientras que otros pueden perder temporalmente su forma y recuperarla una vez que cesa la fuerza que actúa sobre ellos (sólidos elásticos).
- incompresibilidades decir, los sólidos no se pueden comprimir.
Ejemplos sólidos
Aquí hay algunos ejemplos de sustancias sólidas de diferentes tipos:
- Metales, como el hierro, la plata, el oro y las posibles aleaciones entre ellos, con excepción del mercurio.
- Madera y corcho, y otros materiales de origen vegetal.
- Plásticos artificiales, como poliestireno o poliuretano.
- Rocas y minerales que se encuentran bajo tierra, como la bauxita o el ónice.
- Hielo, ambos formados a partir de agua y dióxido de carbono («hielo seco»).
- Hormigón y hormigones, formados por mezclas de diferentes partículas aglomerantes.
- Cristales de carbono puro, como es el caso de los diamantes.
- Materiales cerámicos como la loza, la terracota o el ladrillo.
- Piedras decorativas como ágata, jade, obsidiana, entre otras.
- Polímeros derivados de plantas como la celulosa de hojas y tallos de plantas.
- Los huesos del cuerpo de los animales vertebrados, incluidos los humanos.
- Las conchas calcáreas de bivalvos y otras criaturas marinas.
- Papel, cartón y demás derivados industrializados de fibras vegetales.
- Tejidos naturales y sintéticos.
- Cristales de sal y azúcar.
- Ámbar y otras resinas fosilizadas.
- Yeso y arcilla una vez que se hayan dejado secar al aire.
- Perlas formadas a partir de nácar dentro de conchas de ostras.
- El pelo y la piel de humanos y animales.
- La capa de quitina de los insectos y otros artrópodos.
- Arena, grava y otros restos de erosión de rocas.
- Plutonio y otros materiales radiactivos de vida larga.
- Vidrio en sus diferentes tipos.
- Semillas de planta.
- Magma terrestre una vez suficientemente enfriado.
- Materiales compuestos sintéticos, como grafito rayón o acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).
- Ciertos elementos metaloides como el silicio, el germanio y el telurio.
- Cartílago del cuerpo humano, dientes y uñas.
- Las capas rígidas de tierra congelada, llamadas permafrost.
- Meteoritos y otros objetos siderales.
Otros estados de la materia
Además del estado sólido, la materia puede existir en otros tres estados físicos:
- el estado liquido, en el que las partículas se organizan libremente, pero no demasiado: en algún lugar entre sólidos y gases. Los líquidos son fluidos, no tienen forma definida (adquieren la forma del recipiente que los contiene) y son incompresibles. Los líquidos pueden volverse sólidos por pérdida de calor (congelación) o gaseosos por ganancia de calor (evaporación).
- estado gaseoso, en el que las partículas están mucho más dispersas y separadas que en estado líquido, de forma que la sustancia no tiene forma y volumen propios, sino que adopta los del recipiente o medio que la contiene. Los gases tienen una interacción débil entre sus partículas, pero al aumentar la presión pueden verse obligados a adquirir la forma líquida (licuefacción).
- estado plasmático, en el que las partículas se encuentran en estado gaseoso de dispersión, pero al mismo tiempo cargadas electromagnéticamente (ionizadas). El plasma es el estado de agregación de materia más abundante del universo, cuyo gran y principal ejemplo es el Sol.
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Las referencias
- «Estado de agregación de la materia» en Wikipedia.
- «Estados de la Materia» en el Gobierno de Canarias (España).
- «Sólido (estado de la materia)» en Encyclopaedia Britannica.