- Quantos estados da matéria você conhece. Explique a nível molecular quais diferenças existem entre eles. Fundamente sua explicação.
Passo 1
O enunciado pede para dizer quantos estados da matéria conhecemos e explicar, a nível molecular, as diferenças entre eles, fundamentando a explicação no equilíbrio entre a energia cinética média das partículas e as forças de atração intermolecular. O conteúdo envolve o modelo cinético–molecular e a noção de forças de coesão.
Passo 2
Usamos como critério de classificação a relação entre a energia cinética média das partículas
e a intensidade das forças intermoleculares
. Quando
é muito menor, comparável ou muito maior que
, obtemos diferentes estados da matéria. Os principais estados são:
- Sólido
- Líquido
- Gasoso
- Plasma
Passo 3
No estado sólido
. As partículas (átomos ou moléculas) ocupam posições fixas num retículo cristalino ou num arranjo amorfo rígido. Elas só vibram em volta de posições médias e não se movem livremente, dando forma e volume próprios ao sólido.
Passo 4
No estado líquido
tem valor comparável a
. As partículas ainda estão próximas, de modo que as forças de coesão mantêm o volume, mas têm energia suficiente para se rearranjarem e deslizar umas sobre as outras. Por isso o líquido tem volume definido, mas adapta a forma do recipiente.
Passo 5
No estado gasoso
. As partículas movem-se livremente e muito rápido, com colisões elásticas pontuais. As forças intermoleculares tornam-se desprezíveis entre as colisões, de modo que o gás não tem forma nem volume fixos e se expande para preencher o recipiente.
Passo 6
No estado plasma
é tão alto que arranca elétrons dos átomos, gerando um gás de íons e elétrons livres. As colisões tornam-se ionizantes e os fenômenos coletivos de natureza eletromagnética passam a dominar o comportamento do plasma, que também não tem forma nem volume fixos.
Passo 7
Além desses quatro, existem estados exóticos, como o condensado de Bose–Einstein, obtido em temperaturas próximas de
K, onde
é tão baixa que as funções de onda se sobrepõem e formam um único estado quântico macroscópico. Mas esses são observados apenas em condições laboratoriais muito específicas.
Passo 8
Resumindo, cada estado resulta do balanço entre
e
:
- Sólido: baixa
, altas forças → estrutura fixa. - Líquido:
→ volume fixo e forma fluida. - Gás: alta
, baixas forças → sem forma nem volume fixos. - Plasma: energia ainda maior → ionização e comportamento eletromagnético.
Resposta
Conheço quatro estados principais da matéria — sólido, líquido, gasoso e plasma — cujas diferenças moleculares se fundamentam no equilíbrio entre a energia cinética média das partículas e as forças intermoleculares. Além deles, há estados exóticos como o condensado de Bose–Einstein em temperaturas próximas de
K.