Modelo de partículas (cinético-molecular) y los estados de la materia
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¿Por qué un cubo de hielo conserva su forma, el agua se adapta al vaso y el vapor llena todo el cuarto? La respuesta está en un modelo muy útil: la materia está formada por partículas en movimiento, y lo que cambia de un estado a otro es qué tan juntas están y qué tanto se mueven.
En tu libro: este tema está en las páginas 274 a 277 de Saberes y pensamiento científico. Segundo grado (SEP).
Del modelo de Newton a la teoría cinética
- Isaac Newton imaginó la materia formada por diminutas esferas duras e indivisibles con espacio vacío entre ellas.
- Daniel Bernoulli (1700-1782) estudió los gases y propuso que sus partículas se mueven sin parar, en todas direcciones, y chocan entre sí y con las paredes del recipiente; al calentarlas, se mueven más rápido. Esas ideas son la base de la teoría cinético-molecular.
Hoy este modelo se usa incluso en simulaciones por computadora para estudiar cómo se comportan muchísimas partículas juntas.
Qué dice el modelo de partículas
- Toda la materia está formada por partículas muy pequeñas (átomos o moléculas).
- Entre las partículas hay espacio vacío.
- Las partículas están en movimiento continuo; nunca están en reposo.
- Entre ellas hay fuerzas de atracción (cohesión), más intensas cuanto más cerca están.
- La temperatura mide la energía cinética promedio de las partículas: si se calientan, se mueven más rápido; si se enfrían, más lento.
Nota: en la página 275 el libro dice que las partículas de mercurio de un termómetro “están en reposo” hasta que sube la temperatura. Según el propio modelo, las partículas siempre se mueven; al calentarse se mueven más, se separan un poco y el mercurio se dilata y sube por el tubo.
Los estados de la materia
| Propiedad | Sólido | Líquido | Gas |
|---|---|---|---|
| Forma | Propia, definida | Toma la del recipiente | Toma la del recipiente |
| Volumen | Definido | Definido | Ocupa todo el recipiente |
| Separación entre partículas | Muy juntas | Juntas | Muy separadas |
| Movimiento de las partículas | Vibran en su lugar | Se deslizan unas sobre otras | Se mueven libre y rápidamente |
| Fuerzas de atracción | Muy fuertes | Intermedias | Muy débiles |
| ¿Se comprime? | Casi nada | Casi nada | Sí, fácilmente |
El cuarto estado más común en el Universo es el plasma: un gas tan caliente que sus átomos pierden electrones y queda formado por partículas con carga. Se encuentra en las estrellas, los relámpagos y los letreros de neón.
¿Por qué los gases se comprimen?
Porque sus partículas están muy separadas: al empujarlas, se acercan. Por eso cabe tanto aire en una llanta o tanto gas en un tanque.
Cambios de estado
Al agregar o quitar calor, cambia el movimiento de las partículas y la materia puede cambiar de estado:
| Cambio | De → a | ¿Se agrega o se quita calor? | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| Fusión | Sólido → líquido | Se agrega | El hielo se derrite |
| Solidificación | Líquido → sólido | Se quita | El agua se congela |
| Evaporación (ebullición) | Líquido → gas | Se agrega | El agua hierve |
| Condensación | Gas → líquido | Se quita | Gotitas en un vaso frío |
| Sublimación | Sólido → gas | Se agrega | El hielo seco |
| Deposición (sublimación inversa) | Gas → sólido | Se quita | La escarcha |
Durante un cambio de estado, la temperatura de una sustancia pura se mantiene constante: el agua hierve a 100 °C (a nivel del mar) hasta que se evapora toda.
Comprueba lo aprendido
1. ¿Por qué un líquido toma la forma del recipiente pero conserva su volumen?
Porque sus partículas están juntas (por eso el volumen no cambia), pero pueden deslizarse unas sobre otras (por eso fluye y se adapta a la forma).
2. ¿Qué les pasa a las partículas de agua cuando se calienta en una olla?
Se mueven más rápido; al llegar al punto de ebullición, muchas tienen energía suficiente para separarse y escapar como vapor.
3. ¿Por qué percibes el olor de un perfume en todo el cuarto?
Porque sus partículas, en estado gaseoso, se mueven libremente y se dispersan por todo el espacio disponible.
4. ¿Cómo se llama el paso de gas a líquido? Da un ejemplo.
Condensación, como las gotas que se forman afuera de un vaso con agua helada o en un espejo del baño.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
Ejercicios resueltos de estructura de la materia
Temas relacionados: modelos atómicos, calor y temperatura y densidad en el curso de Saberes y pensamiento científico 2.
Referencias
- Secretaría de Educación Pública (2025). Colección Sk’asolil. Saberes y pensamiento científico. Segundo grado. SEP, pp. 274-277.
- Hewitt, P. G. (2007). Física conceptual. Pearson.
