Un mundo de partículas

Nivel: introductorio

1. El modelo cinético-corpuscular

Toda la materia está formada por partículas (corpúsculos) en movimiento continuo, separadas por espacio vacío.

El modelo se sostiene en cuatro principios fundamentales:

1.1 Partículas y vacío

Toda la materia está formada por partículas (átomos, moléculas o iones).
Cada partícula tiene masa y volumen.
Las partículas están separadas por espacio vacío.
Son tan pequeñas que no pueden verse en un microscopio óptico ni pesarse individualmente.

1.2 Distintos tipos de partículas

Cada sustancia pura está formada por un tipo concreto de partícula.
Cuanto más pesada es una partícula, más densa suele ser la sustancia.

1.3 Partículas en movimiento

Las partículas se mueven continuamente.
Cuanto mayor es la temperatura, más rápido se mueven.

1.4 Partículas que se atraen

Cuando las partículas están suficientemente cerca, se atraen.
La intensidad de la atracción depende de la sustancia: cuanto mayor es esa fuerza, más rígida es la sustancia.

2. Partículas y estados de la materia

Cómo organiza las partículas el modelo cinético.

Estado	Movimiento	Atracción	Posición
Sólido	Vibran alrededor de una posición fija	Predomina sobre el movimiento	Red ordenada
Líquido	Se deslizan unas sobre otras	Las mantiene unidas pero no las ordena	Juntas, desordenadas
Gas	Movimiento libre y rápido	Es despreciable; las partículas se separan	Muy separadas, ocupan todo el recipiente

3. Propiedades de los sólidos

3.1 Conservan la forma

La vibración no es suficiente para vencer la atracción; las partículas permanecen en posiciones fijas → forma propia.

3.2 Son incompresibles

Las partículas ya están muy juntas; la atracción mantiene una distancia mínima que no puede reducirse fácilmente.

4. Propiedades de los líquidos

4.1 No conservan la forma

La fuerza de atracción no es suficientemente intensa para fijar las partículas en una red. Estas se deslizan → adoptan la forma del recipiente.

4.2 Son incompresibles

Las partículas siguen unidas por la atracción, a una distancia mínima similar a la del sólido → no se pueden comprimir.

5. Propiedades de los gases

5.1 Ocupan todo el espacio disponible

Las partículas viajan en todas direcciones, chocan entre sí y con las paredes, y acaban distribuyéndose por todo el recipiente. Por eso no tienen ni forma ni volumen propio.

5.2 Son compresibles

Hay mucho espacio vacío entre las partículas, así que el gas se puede comprimir aplicando presión externa, reduciendo el volumen.

6. Efectos del calor sobre las partículas

Al calentar una sustancia:

Las partículas reciben energía.
Se mueven más rápido.
A su vez, vencen progresivamente la fuerza de atracción.

Al enfriar, ocurre lo contrario.

Por eso a mayor temperatura, menos rígida es la unión entre partículas.

Este principio explica:

La dilatación y contracción.
Los cambios de estado.

7. Dilatación y contracción en sólidos y líquidos

Dilatación: incremento del volumen de una sustancia cuando aumenta su temperatura. Contracción: pérdida de volumen cuando disminuye su temperatura.

En sólidos y líquidos las partículas están unidas por la atracción.

Al calentar: las partículas se mueven más, la atracción no las retiene tanto → se desplazan a distancias mayores → en conjunto ocupan más volumen.
Al enfriar: vibración y desplazamiento se reducen → ocupan menos volumen.

En todos los casos, la masa NO cambia.

Al calentar un sólido, las partículas vibran más y se separan.

8. La presión de los gases

Las partículas de un gas chocan continuamente con las paredes del recipiente. Esos choques generan presión.

p = F / S (newtons / m² = Pa)

8.1 ¿Qué pasa al calentar un gas?

T ↑ → partículas más rápidas.
Choques más fuertes y más frecuentes.
→ la presión sobre las paredes aumenta.
Si el recipiente NO es rígido, el gas se dilata.

8.2 ¿Y al enfriarlo?

T ↓ → partículas más lentas.
Choques más débiles y menos frecuentes.
→ presión disminuye.
Si el recipiente NO es rígido, el gas se contrae.

Recipiente rígido vs flexible al calentar un gas.

9. Los cambios de estado a nivel microscópico

A medida que calentamos, las partículas se mueven más rápido y eso compromete las fuerzas de atracción.

9.1 Cambios progresivos (al calentar)

Fusión: la atracción no logra mantener una red ordenada → la sustancia pasa a líquido.
Vaporización: la velocidad es tal que la atracción no logra ni siquiera mantener juntas las partículas → la sustancia pasa a gas.

9.2 Cambios regresivos (al enfriar)

Condensación: las partículas pierden velocidad y la atracción consigue unirlas → el gas pasa a líquido.
Solidificación: las partículas se ralentizan más y la atracción las estabiliza en una red → el líquido pasa a sólido.

10. La densidad según el modelo cinético-corpuscular

Cada sustancia pura está hecha de un tipo de partícula con:

una masa característica,
una fuerza de atracción característica con sus vecinas.

A una temperatura dada, esa fuerza determina la distancia media entre partículas. Por eso, la densidad es una propiedad específica de cada sustancia pura:

Cuanto mayor masa tienen las partículas y más juntas se encuentran, mayor es la densidad.

La densidad depende de la masa por partícula y de cómo de juntas están.

Resumen visual

Mapa conceptual del modelo cinético-corpuscular.