MATERIA Y ENERGÍA

1. MATERIA Y ENERGÍA

2. MATERIA Y ENERGÍA Introducción (1) A pesar de los grandes avances sobre estos conceptos, acaecidos en el siglo XIX y XX, aún hoy puede decirse que continúan habiendo grandes interrogantes, y que la humanidad aún dista mucho de conocer la “naturaleza profunda” de la materia y la energía. Estos interrogantes, esta incertidumbre, se extienden desde lo infinitamente grande (el universo) hasta lo infinitamente pequeño (el átomo con todo su conjunto de partículas subatómicas), desde la naturaleza de la luz hasta las enormes energías encerradas en el interior de los núcleos atómicos.

3. MATERIA Y ENERGÍA Introducción (2) El conocimiento de los aspectos íntimos de la materia y de la energía se ven constreñidos por una doble limitación: • por la disponibilidad de instrumentos (de tecnología) capaces de detectar ciertos fenómenos (por ejemplo, un acelerador lineal capaz de lanzar un chorro de electrones contra el núcleo de un átomo y romperlo, así como un sistema de detención capaz de “ver” las partículas subatómicas desprendidas) • por los inconvenientes derivados de la interacción entre el aparato de medida y el fenómeno que se quiere observar (muchas veces, la presencia del aparato de medida impide que el fenómeno se manifiesta en su naturaleza real)

4. MATERIA Y ENERGÍA Introducción (3) La Física también se plantea “modelos teóricos”, formulaciones matemáticas de las teorías derivadas de los nuevos conocimientos. Así los avances de los conocimientos sobre la materia y la energía se apoyan en una parte experimental y otra parte teórica. Incluso, puede afirmarse que la enorme complejidad de estos temas, las formidables incógnitas que se plantean, acercan cada vez más las Ciencias Básicas y las Tecnologías, a la Filosofía.

5. MATERIA Y ENERGÍA Introducción (4) También ha de señalarse una dificultad añadida para la comprensión de estos temas, cual es el lenguaje empleado para tratarlos y para explicitarlos. El lenguaje común se ha configurado sobre la experiencia cotidiana de los sentidos, es decir, sobre los conceptos de una “Física clásica” que la imaginación percibir (movimiento, partícula, masa, etc.). Los fenómenos que ocurren “al margen de nuestros sentidos” resultan difíciles de entender y requieren nuevos términos para su expresión.

6. MATERIA Y ENERGÍA Estructura de la materia: Generalidades (1) Según el diccionario, “materia es la sustancia de que están constituidas las cosas”. También, “cualquier cosa que ocupa espacio”, añadiéndose también en algunas definiciones que la materia “posee masa” y que puede “presentarse” en tres “estados”: Sólido, Líquido y Gaseoso. Los griegos, partiendo de que la materia sólida podía dividirse en pequeños granos, en motas de polvo, definieron con la palabra “átomo” lo que teóricamente consideraban la parte más pequeña e indivisible de la materia (una partícula sería la parte más pequeña de la materia que se puede obtener por procedimientos físicos)

7. MATERIA Y ENERGÍA Estructura de la materia: Generalidades (2) Cuando se inició el conocimiento de las reacciones químicas, se observó que la materia podía transformarse, que unas sustancias podían convertirse en otras. Así se llegó al concepto de “elementos puros” y “elementos compuestos”. Los primeros no podían transformarse en otros, por procedimientos químicos, mientras que los segundos sí se podían transformar. Finalmente, también se introdujeron los conceptos de “sustancias puras” y “mezclas”. Las primeras están formadas por elementos, puros o compuestos, mientras que las segundas están formadas por dos o más sustancias que pueden separarse por procedimientos físicos. Estas mezclas pueden ser homogéneas, en la que no se distinguen sus componentes ni siquiera al microscopio, como las disoluciones, por ejemplo el agua salada; y heterogéneas, en las que sus componentes diferentes se observan a simple vista (como el mortero de cemento, por ejemplo)

8. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (1) La primera idea “moderna” de átomo fue formulada por J. Dalton (químico inglés, 1766-1844) a partir de los estudios sobre reacciones químicas. El átomo se definía, en la práctica, como lo hicieron los griegos en la filosofía: como “partícula material indivisible”.

9. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (3)

10. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (4) De acuerdo con esta experiencia, Thomson propuso en 1898 un modelo de átomo compuesto por un conjunto de electrones incrustados en una masa esférica, cargada positivamente, y de naturaleza desconocida.

11. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (5) En 1886, el físico alemán E. Goldstein (1850-1931) profundizó los estudios en los tubos de descarga. Al emplear un cátodo perforado observó otra radiación de partículas con carga positiva que aparentaba provenir de los canales abiertos en el cátodo, por los que los llamó “rayos canales”. Observó que se desviaban hacia la placa negativa de un campo eléctrico aplicado y que la relación entre la carga y la masa diferida de un gas a otro. Posteriormente, se comprobó que la carga eléctrica de esta partícula era igual a la del electrón, y pasó a denominarse “protón”.

12. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (6)

13. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (7) En el año 1919, el físico neocelandés E. Rutherford (1871-19379) realizó una serie de experimentos bombardeando con partículas  (procedentes de un material radioactivo, por ese entonces recientemente descubiertos) una lámina de oro. Como resultado de sus experimentos formuló su “modelo nuclear del átomo”, formado por un núcleo, donde se alojan los protones y la casi totalidad de la masa, y una corteza, formada por los electrones que giran alrededor del núcleo (como si se tratara de un sistema solar en miniatura). Dado que los átomos son eléctricamente neutros, dedujo que el número de protones y de electrones tenía que ser el mismo.

14. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (8) En 1930, los físicos Bothe y Becker observaron una nueva radiación, muy penetrante, al someter una muestra de berilio a un bombardeo con partículas . En 1932, J. Chadwick confirmó la neutralidad eléctrica de las mismas (no eran desviadas por el campo eléctrico), y las denominó “neutrones”.

15. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (9) Átomo de Rutherford

16. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (10) Por medio de los “espectrógrafos de masas” se determinaron las masas de los diferentes componentes del átomo: • Masa del electrón: 9,109534·10-31 Kg • Masa del protón: 1,672649·10-27 Kg • Masa del neutrón: 1,674954·10-27 Kg

17. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (11) Espectrógrafo de masas Consiste esencialmente en un potente campo magnético perpendicular a la trayectoria de las partículas. La fuerza que actúa sobre ellas las desvían más o menos de su trayectoria, y esta desviación es proporcional a su masa

18. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (12) • Estudios posteriores revelaron una nueva peculiaridad: habían átomos con las mismas propiedades químicas pero con diferente masa. A estos los llamaron “isótopos”. • De acuerdo con todo lo conocido hasta ese momento, el átomo estaba definido por dos características: su “número atómico”, o número de protones presentes en el núcleo (Z), y su “número masivo”, determinado por la suma de protones y neutrones de su núcleo (A) • (El número de electrones no es definitorio de un átomo; este puede perder o ganar un electrón, por ejemplo, convirtiéndose en un ión, pero conserva todas sus propiedades químicas) • De acuerdo con esta nomenclatura, un átomo cualquiera X se representa en su composición interna, por:

19. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (13) • A mediados del siglo XIX los científicos inventaron un nuevo aparato, al que llamaron “espectrógrafo de emisión”. • Consistía fundamentalmente en excitar el átomo, suministrándole energía (térmica o de otro tipo) y luego estudiar el espectro de esa radiación emitida (su luz, visible, o no) cuando volvía a su situación originaria. • Así se obtendría lo que llamaron “espectro de emisión” de cada elemento.

20. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (14) Espectro de emisión de un elemento

21. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (15) • El espectro de la luz solar es continuo, es decir, contienen todas las frecuencias, mientras que los espectros de los elementos son discretos, es decir, contienen radiaciones en frecuencias determinadas (que siempre son las mismas, constituyendo las auténticas “huellas dactilares” de los elementos) • Esta situación no concordaba en el modelo atómico de Rutherford, pues según él, el espectro de emisión del electrón (o electrones) excitado debería ser continuo (al retornar a su posición originaria de forma continua, siguiendo una trayectoria en espiral) • Además, para mantener la órbita circular el electrón debería recibir energía de forma continua, pues se trata de un movimiento acelerado (aceleración centrípeta)

22. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (16) • Para salvar las inconsistencias del modelo atómico de Rutherford, el físico danés Niel Bohr (1885-1962) formuló en 1913 una nueva teoría sobre la estructura del átomo, en la que suponía que la energía del electrón dentro del átomo está cuantizada, es decir, que los electrones sólo pueden encontrarse en determinados niveles alrededor del núcleo (niveles permitidos de energía, a los que denominó con los números naturales 1,2,3,…..) • En esos niveles, el momento angular (producto de la masa por la velocidad y por el radio de la órbita del electrón) es un múltiplo entero de la constante de Planck h. • Según este modelo, sólo se emite o absorbe energía cuando el electrón pasa de un nivel permitido a otro (de esta forma justificaba que el espectro de emisión fuese discontinuo)

23. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (17) Niveles energéticos de los electrones del átomo de hidrógeno

24. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (18) • El modelo de Borh también presenta serios inconvenientes pues no explicaba el porqué la energía en las órbitas estaba cuantizada y porque tampoco encajaba con los nuevos resultados experimentales obtenidos con espectrógrafos más potentes, en los que se observó que algunas líneas del espectro eran dos en realidad, o que el espectro de emisión obtenido cuando la sustancia se sometía simultáneamente a un campo magnético, algunas líneas se desdoblaban en varias. • Para salvar estos inconvenientes, Heisemberg y Schorödinger propusieron un nuevo modelo, al que se denominó mecánico-cuántico.

25. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (19) Modelo mecánico – cuántico de Heisemberg y Schorödinger: • Según este modelo, el electrón en movimiento tiene asociada una onda (el movimiento del electrón es de carácter ondulatorio) y por otro lado es imposible predecir con exactitud las trayectorias exactas de los electrones y ni mucho menos su posición. • Se introduce así el concepto de “orbital”, que son unas superficies imaginarias dentro de las cuales la posibilidad de que se encuentran el electrón es máxima.

26. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (20) Modelo mecánico – cuántico del átomo

27. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (21) Los “números cuánticos” , que describen con más exactitud la distribución de los electrones en los átomos, de acuerdo con los resultados experimentales, son cuatro: • El número cuántico principal, n, designa el nivel de energía (diámetro del orbital). Se denominan por los números 1,2,3,….. • El número cuántico del momento angular orbital, l, que determina la forma de la órbita y la energía dentro de cada nivel. Se designan por las letras s,p,d y f. • El número cuántico magnético, ml, que refleja la posición del orbital en el espacio y explica el desdoblamiento de las líneas espectrales al aplicar un campo magnético externo. • El número cuántico magnético del spin del electrón, ms, determina si el electrón se alinea de forma paralela o antiparalela a un campo magnético externo.

28. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (22) El ordenamiento de los electrones en los diferentes niveles y orbitales se rigen por dos reglas: • El “Principio de exclusión de Pauli”, que supone que dos electrones de un mismo átomo no puede tener los cuatro números cuánticos iguales. Además, los orbitales se llenan según sus energías relativas, empezando por la de menor energía. • La “Regla de Hund” que señala que dos orbitales con los mismos números cuánticos n y l tienen la misma energía.

29. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (23) Tamaño de un átomo de hidrógeno

30. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (24) • Ni el modelo atómico de Bohr, ni el mecánico-cuántico, explican qué ocurre en el núcleo de los átomos, cómo están estos constituidos. • Con estos modelos, el núcleo no podría mantenerse estable, pues los neutrones se repelarían (al tener la misma carga eléctrica), y las atracciones gravitatorias entre neutrones y protones serían despreciables (dada la pequeñez de sus masas y las cortas distancias entre ellos) • La realidad obliga a aceptar la presencia de fuerzas entre los nucleones (nombre genérico que se les da a todos los componentes del núcleo) mucho mayores que las electroestáticas y las gravitatorias, a las que se conoce con el nombre de “interacción fuerte”. • Su naturaleza es desconocida, pero presentan dos características que han sido observadas: • Son fuerzas independientes de la carga (no distinguen entre protones y neutrones) • Son fuerzas de corto alcance (del orden de 2·10-15m)

31. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (25) • Para explicar la naturaleza de las fuerzas nucleares, H. Yukawa, en 1935, propuso que el protón y el neutrón no son partículas distintas, sino que una se transforma en la otra intercambiando una tercera partícula, a la que se denominó “mesón” (su carga eléctrica, positiva o negativa es igual a la del protón, y su masa entre 200 y 300 veces la del electrón) • En el proceso de intercambio, cuando un protón emite un mesón pierde su carga eléctrica y se convierte en un neutrón. El neutrón, al emitir un mesón se convierte en un protón; a su vez, el protón acepta un mesón negativo y se convierte en un neutrón y así sucesivamente. • (Gráficamente puede imaginarse la “unión” entre dos personas, cuyo vínculo consiste en lanzarse mutuamente una pelota, a una cierta distancia. Para un observador exterior que no vea la pelota, existe “algo” que los mantiene en sus posiciones, unidos)

32. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (26) • En 1937, Anderson y Neddermeyer descubrieron en los rayos cósmicos una partícula que parecía tener la masa que predecía Yukama. Sin embargo, esa partícula interaccionada muy débilmente con los nucleones. • Sin embargo, en 1945, el físico británico C.F.Powell, analizando cuidadosamente los rayos cósmicos a gran altura (montañas y globos) encontraron un nuevo mesón de mayor masa, que interaccionaba fuertemente con los núcleos atómicos que se encontraban en su trayectoria, desintegrándose fácilmente. • El mesón pesado se denominó “mesón pi” o “pión”, y era la partícula que Yukawa había previsto. • Estos piones se producen en las altas capas de la atmósfera por la acción de los rayos cósmicos y se desintegran en los mesones más ligeros detectados por Anderson y Neddermeyer. Se les denominó a estos mesones ligeros “mesones mu”, o “muones”.

33. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (28) • Como ocurre con los electrones, cuando se excita un núcleo atómico por colisión de alguna partícula, por absorción de radiación o por alguna otra causa, algún nucleón cambia su estado, del natural de mínima energía a otro de mayor energía (excitado) • Cuando cese la excitación, el nucleón regresa a su nivel inicial, dando lugar al correspondiente espectro. El estudio de estos espectros indica que los nucleones también se encuentran ocupando diferentes niveles de energía (aún cuando la energía correspondiente a cada nivel es millones de veces mayor que en el caso de los electrones) • En la actualidad, se conocen más de mil núclidos diferentes, de los cuales 284 son estables. Estos últimos pertenecen a 83 elementos, desde el hidrógeno al bismuto.

34. MATERIA Y ENERGÍA Radiación nuclear • En 1986, Henri Becquerel descubrió que el mineral de uranio emitía una radiación similar a los rayos X. • Del estudio de estas radiaciones se llegó a determinar la existencia de tres tipos diferentes, a los que se llamó rayos  (alfa), rayos β (beta) y rayos γ (gamma). • Cuando se estudió el comportamiento de estos rayos bajo la acción de campos eléctricos y magnéticos se comprobó que los rayos β eran similares a los catódicos, y por tanto, electrones (partículas, no rayos), mientras que los se identificaron con núcleos de átomos de helio (ambos eran desviados por campos eléctricos en direcciones opuestas) • Los rayos γ no eran desviados, y además eran muy penetrantes, pues podían traspasar gruesas láminas de metal. En 1914 se demostró que los rayos γ eran una auténtica radiación, similar a los rayos X, y se midió su longitud de onda. • En la actualidad, las denominaciones correctas son partículas  y β y rayos γ.

35. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (29) • La emisión de partículas  y β implican la transformación del núclido original en otros diferentes, pudiendo quedar este en estado excitado. • El proceso por el cual el núclido excitado pasa a su estado fundamental de menor energía constituye la radiación γ. • (Como siempre, la energía de esta radiación depende de su frecuencia (γ) y vale: E=  ·h (h= constante de Planck) • Los materiales radioactivos naturales sufren una cadena de desintegraciones sucesivas, cuyo resultado final siempre es algún isótopo del plomo.

36. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (30) • La identificación de las partículas β con electrones suponía una serie de contradicciones, pues no se conocía la existencia de electrones en el núcleo de los átomos. • Esta contradicción se salvó admitiendo que en el proceso de emisión de partículas β, un neutrón se desintegra en un protón y un electrón, siendo ésta la partícula β emitida. En este caso, todos los electrones deberían tener la misma energía, lo cual no es cierto, puesto que el espectro de emisión de partículas β es continuo. • Para salvar este problema, Pauli sugirió la presencia de otra partícula, a la que llamó “neutrino”, sin carga eléctrica y con una masa muy pequeña y con capacidad para transportar energía (así, la energía total de la emisión β se distribuiría entre el electrón y el neutrino, en diferentes proporciones)En el año 1956 pudo demostrarse experimentalmente la existencia de esta partícula.

37. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (31) • El último paso en el conocimiento de la estructura de los núcleos atómicos viene de la mano de la radioactividad artificial (rotura de los núcleos provocada por el bombardeo de los mismos con partículas , neutrones u otras formas. • Como resultado de estos ensayos, en 1933 los esposos Joliot-Courie, al bombardear átomos ligeros (boro, magnesio y aluminio) con partículas  observaron que se producían protones y neutrones, además de otra partícula de la misma masa del electrón y cuya carga es igual a la de este pero de sentido contrario, o la que llamaron “positrón”. • Además, comprobaron que los elementos utilizados como blanco seguían emitiendo positrones después de cesar el bombardeo con partículas . Es decir, se comportaban como sustancias radiactivas. • Se había descubierto la radiactividad artificial.

38. MATERIA Y ENERGÍA Naturaleza ondulatoria de la materia • En 1926, Davisson y Garmer, y posteriormente G.P.Thonson consiguieron experimentalmente, y por métodos distintos, difractar un haz de electrones, y demostrar así su naturaleza ondulatoria. • Experiencias posteriores han demostrado que también los protones, los neutrones y todas las partículas subatómicas presentan este comportamiento ondulatorio. • De acuerdo con estos experimentos la materia, al igual que la luz, presenta un doble aspecto: • uno ondulatorio, caracterizado por una longitud de onda  y una frecuencia , • y otro corpuscular, caracterizado por su energía E: h· y su cantidad de movimiento p= h/.

39. MATERIA Y ENERGÍA El átomo (33) • En resumen, del átomo sólo se conocen algunos de sus componentes (pues presumiblemente aún quedan otros por descubrir), su estructura (hasta cierto punto) y la “descripción” de las interacciones (fuerzas, en algunos casos) que los mantienen unidos. • A pesar de los potentes medios tecnológicos disponibles, la naturaleza del átomo sigue presentando grandes incógnitas, lo cual supone en continuo reto para científicos y tecnólogos.

40. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (1) TIPOS DE ENLACES Y VALENCIA • Todas las sustancias puras, sean elementos o compuestos, están formadas por agrupaciones de átomos, unidos entre sí por diversos tipos de “enlaces”: iónico, covalente y metálico. • La capacidad que tiene un átomo para unirse a otro (u otros) se denomina “valencia”. Ésta es el número de electrones que es capaz de ganar (electrovalencia negativa) o compartir (electrovalencia positiva) con el fin de alcanzar (el conjunto) una estructura estable (la última capa de electrones completa)

41. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (2) ENLACE IÓNICO • El enlace iónico se da entre átomos que tienen facilidad para ganar o perder un electrón de su última capa, convirtiéndose así en iones negativos o iones positivos, respectivamente (átomos que les falta un electrón para completar la última capa, o que sólo tienen un electrón en ella) • Los iones formados, al tener carga eléctrica diferente, se atraen electrostáticamente (fuerza de Coulomb) y así quedan unidos, enlazados. • Como cada ión crea un campo eléctrico a su alrededor tiende a rodearse de iones de signo contrario, por lo que no se forma una sola molécula, sino una red (red cristalina). Las fuerzas de enlace electroestáticas son relativamente altas, por lo que estos compuestos, además de ser sólidos, tienen una gran dureza. Existen relativamente pocas sustancias que presentan este tipo de enlace.

42. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (3) Enlace iónico del cloruro sódico

43. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (4) ENLACE COVALENTE (1) • El enlace covalente consiste en la compartición de electrones de la última capa, de dos átomos, para conseguir en ambos una configuración estable.Cada par de electrones comunes define un enlace. Los átomos están muy próximos entre sí (más que en el caso del enlace iónico) y las fuerzas de enlace son más intensas. • Como resultado de estos enlaces se forman “moléculas independientes” (y no redes, como era el caso del enlace iónico) • La unión entre estas moléculas independientes se establece por interacciones moleculares de tipo cohesivo (fuerzas de Van der Waals) y son muy débiles, o no existen en la práctica.Este enlace es el que presentan las sustancias líquidas y gaseosas a temperatura ambiente (algunos son sólidos, pero con un punto de fusión muy bajo)

44. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (5) ENLACE COVALENTE (2) • Cuando los dos átomos que se unen son iguales la distribución de cargas eléctricas es simétrica, el enlace se llama homopolar, y la molécula resultante es eléctricamente neutra. • Sin embargo, si la distribución de cargas no es simétrica, la molécula resultante es bipolar (dipolo), en la cual los centros de la cargas positivas y negativas están desplazados

45. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (6) Enlace homopolar Enlace bipolar

46. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (7) ENLACE METÁLICO • El enlace metálico se caracteriza porque los átomos se agrupan formando redes cristalinas compactas (de tipo hexagonal, cúbica centrada en las caras y cúbica centrada en el centro), con los nudos ocupados por los átomos del metal. • Todos los átomos están ionizados positivamente (cationes), pues cada uno de ellos ha cedido uno o varios de sus electrones de valencia. Estos electrones cedidos son comunes a todos los átomos, comportándose como una “nube” o “gas” que los envuelve. • La red cristalina mantiene su estabilidad por medio de las acciones mutuas entre los iones metálicos y la “nube electrónica”.(Esto explica la gran movilidad de los electrones en los metales y consecuentemente, su alta conductividad eléctrica)

47. MATERIA Y ENERGÍA Unión entre átomos (8) Movimiento molecular • Cualquiera que sea el tipo de enlace, los átomos (y las moléculas) no permanecen fijos en sus posiciones, sino que oscilan más o menos fuertemente alrededor de su posición de equilibrio. • Estas oscilaciones se incrementan si a la sustancia se le comunica energía desde el exterior (por ejemplo, térmica, calentándola)

48. MATERIA Y ENERGÍA La materia a nivel macroscópico (1) • A nivel macroscópico, la materia puede presentarse en tres estados de agregación (en condiciones normales, no excitada): sólido, líquido y gaseoso. • La materia en estado sólido se caracteriza por tener una forma y un volumen propios, como resultado de las fuertes uniones entre sus moléculas (como se vio en el punto anterior, están formados por enlaces de tipo iónico, metálico y otros) • Los sólidos (a diferencia de los líquidos y los gases) poseen propiedades “direccionales”, “estructurales”. Así, pueden ser cristalinos (las moléculas que lo componen están ordenadas según ciertos direcciones espaciales regulares) y amorfos, no cristalinos. • Los primeros son anisótropos, de manera que propiedades como la dureza, elasticidad, conductividad eléctrica, etc., dependen de la dirección, mientras que los segundos son isótropos, con idénticas propiedades en todas direcciones.

49. MATERIA Y ENERGÍA La materia a nivel macroscópico (2) • La materia en estado líquido se caracteriza por poseer un volumen definido, pero no una forma definida (adopta la forma del recipiente donde se encuentra dos líquidos son perfectamente elásticos y extremadamente incomprensibles) • Las moléculas de un líquido, formadas por enlaces covalentes, se encuentran sometidos a débiles fuerzas de atracción entre ellas (atracción electroestática débil entre las moléculas bipolares, o pequeñas deformaciones instantáneas acaecidas en las moléculas no polarizadas, que las polarizan momentáneamente), dando lugar a una resistencia a la tracción (muy débil) y a la cizalladura (viscosidad) • También existe fuerza de atracción entre los líquidos y el medio circundante, dando lugar a los fenómenos de tensión superficial (atracción entre el líquido, el aire y las paredes del recipiente) y a la difusión (tendencia a esparcirse uniformemente por el sólido soporte)

50. MATERIA Y ENERGÍA La materia a nivel macroscópico (3) • La materia en estado gaseoso se caracteriza por carecer de forma y de volumen (adopta la forma del recipiente que lo encierra y lo ocupa en su totalidad) • Los gases son perfectamente elásticos y extremadamente comprensibles. • Las moléculas que componen los gases, con enlaces covalentes, se encuentran sometidos a fuerzas de atracción muy débiles, o inexistentes. Las únicas interacciones son los choques entre sí