Sempre que você toca, move ou pesa algo, está lidando com matéria. As propriedades da matéria são o objeto de estudo da química, especialmente a conversão de uma forma de matéria em outra. Mas o que exatamente é matéria? A definição precisa de matéria é um tanto complexa e requer o suporte de ideias avançadas da física das partículas elementares. No entanto, uma definição operacional simples é que matéria é qualquer coisa que possui massa e ocupa espaço. Portanto, ouro, água e carne são formas de matéria, enquanto radiação eletromagnética (incluindo luz) e justiça não são.
Uma das características da ciência é que ela utiliza as palavras comuns da nossa linguagem cotidiana, mas lhes atribui um significado preciso. No dia a dia, “substância” é apenas outro nome para matéria. Porém, na química, uma substância é uma forma simples e pura de matéria. Assim, ouro e água são substâncias distintas. Já a carne é uma mistura de muitas substâncias diferentes e, no sentido técnico utilizado na química, não é considerada uma “substância”. O ar é matéria, mas, sendo uma mistura de diferentes gases, não é uma substância simples.
Estado da matéria
As substâncias e a matéria em geral podem existir em diferentes formas, chamadas estados da matéria. Os três estados mais comuns são sólido, líquido e gasoso:
- Sólido: é uma forma de matéria que mantém sua forma e não flui.
- Líquido: é uma forma fluida de matéria, com uma superfície bem definida, e assume a forma do recipiente que o contém.
- Gasoso: é uma forma fluida de matéria que preenche completamente o recipiente que o contém.
O termo “vapor” é utilizado para indicar que uma substância, normalmente sólida ou líquida, está no estado gasoso. Por exemplo, a água pode existir nos estados sólido (gelo), líquido e vapor.
Estado Sólido
Em um sólido, como gelo ou cobre, os átomos são empacotados de forma que fiquem muito próximos uns dos outros. O sólido é rígido porque os átomos não podem se mover facilmente, mas eles não ficam imóveis: oscilam em torno de suas posições médias, e essa oscilação se torna mais intensa com o aumento da temperatura (Fig. 1).
Fig 1: Representação molécular do estado sólido. As esferas representam átomos, moléculas ou íons. No estado sólido, as partículas tem empacotamento compacto, mas continuam a oscilar.
Estado Líquido
Já os átomos e moléculas de um líquido possuem um empacotamento semelhante ao de um sólido, mas possuem energia suficiente para se moverem facilmente uns em relação aos outros. Como resultado, um líquido, como água ou cobre fundido, flui em resposta a forças como a gravidade (Fig. 2).
Fig 2: Representação molécular do estado Líquido. As esferas representam átomos, moléculas ou íons. No estado líquido, as partículas tem energia suficiente para se mover, uma em relação as outras.
Estado Gasoso
Em um gás, como o ar (que é uma mistura principalmente de nitrogênio e oxigênio) e o vapor de água, as moléculas são praticamente livres umas das outras, movendo-se pelo espaço em velocidades próximas à do som, colidindo ocasionalmente e mudando de direção (Fig. 3).
Fig 3: Representação molécular do estado gasoso. As esferas representam átomos, moléculas ou íons. No gás, as patículas movem-se quase completamente livres e estão em movimento aleatório incessante.
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