Sólido

Te explicamos qué son los sólidos, cuáles son sus propiedades y múltiples ejemplos. Además, cuáles son los otros estados de la materia.

¿Qué es un sólido?

El estado sólido (del latín solidus, “macizo” o “firme”) es uno de los cuatro estados de agregación de la materia, junto con los estados líquido, gaseoso y plasmático, es decir, uno de los cuatro modos en que se presenta la materia en el universo. Pero a diferencia de los otros tres estados, los sólidos presentan una estructura rígida, resistente a los cambios de forma y de volumen y totalmente carente de fluidez, debido a que sus partículas están organizadas de un modo muy estrecho e intenso, dentro de una estructura tridimensional propia.

La clave de la física de los sólidos está en la organización de sus partículas, que puede ser de tres tipos esenciales:

• Sólidos cristalinos. Son aquellos cuyas partículas se ordenan en base a un patrón estable y recurrente, formando estructuras geométricas llamadas cristales. Estos últimos se suman unos a otros para formar un patrón más grande todavía, conservando su estabilidad y su resistencia conjunta.
• Sólidos semicristalinos. Son aquellos cuyas partículas presentan cierta tendencia a la organización en patrones, pero que no se repiten del todo, por lo que no llegan a formar cristales.
• Sólidos amorfos. Son aquellos cuyas partículas no se ordenan de ninguna manera perceptible, sino que tienen una estructura irregular, sin patrones establecidos.

Una sustancia puede adquirir un estado sólido si las condiciones de presión y temperatura que la rodean son las adecuadas: un pedazo de hielo es sólido, por ejemplo, pero si se calienta se derrite y pasa al estado líquido, y viceversa. Lo mismo ocurre con ciertos gases a través del proceso llamado deposición o sublimación inversa: pasan a estado sólido formando cristales, como ocurre con el vapor de agua en un día particularmente frío.

Ver además: Sólido, líquido, gaseoso

Propiedades de los sólidos

Los sólidos cuentan con diferentes propiedades físicas, de acuerdo a su naturaleza y la composición de sus átomos. Dichas propiedades, en general, suelen ser las siguientes:

• Forma y volumen fijos y definidos, por lo que presentan cierto grado de resistencia a la deformación y la acción de las fuerzas sobre su superficie.
• Alta densidad, en comparación con los líquidos y sobre todo los gases, ya que sus partículas se encuentran muy juntas y cohesionadas.
• Dureza y tenacidad, esto es, respectivamente, cierto grado de resistencia a la penetración, abrasión, cortadura y deformación permanente, y también a la propagación de grietas o fisuras.
• Maleabilidad y ductilidad, es decir, un cierto grado de tolerancia a la deformación, ya sea en planchas o en hilos del material, lo cual permite que se les utilice como materia prima.
• Rigidez, fragilidad y/o elasticidad, lo cual quiere decir que algunos sólidos se resisten a la deformación (sólidos rígidos) y ante la acción de una fuerza pueden romperse (sólidos frágiles), mientras que otros pueden perder temporalmente su forma y recuperarla una vez que cese la fuerza actuando sobre ellos (sólidos elásticos).
• Incompresibilidad, esto es, que los sólidos no pueden comprimirse.

Ejemplos de sólidos

Algunos ejemplos de sustancias sólidas de distinto tipo son:

• Los metales, como el hierro, la plata, el oro y las aleaciones posibles entre ellos, a excepción del mercurio.
• La madera y el corcho, y otros materiales de origen vegetal.
• Los plásticos creados por el ser humano, como el poliestireno o el poliuretano.
• Las rocas y minerales que se encuentran bajo tierra, como la bauxita o el ónix.
• El hielo, tanto el formado por agua, como por dióxido de carbono (“hielo seco”).
• El concreto y el hormigón, formados por mezclas de distintas partículas aglutinantes.
• Los cristales puros de carbono, como es el caso de los diamantes.
• Los materiales cerámicos como la loza, la terracota o el ladrillo.
• Las piedras decorativas como el ágata, el jade, la obsidiana, entre otras.
• Los polímeros de origen vegetal como la celulosa de las hojas y los tallos de las plantas.
• Los huesos del cuerpo de los animales vertebrados, entre ellos del ser humano.
• Las conchas calcáreas de los bivalvos y otras criaturas marinas.
• El papel, el cartón y otros derivados industrializados de la fibra vegetal.
• Las telas tanto naturales como sintéticas.
• Los cristales de sal y de azúcar.
• El ámbar y otras resinas fosilizadas.
• El yeso y la arcilla una vez que se han dejado secar al aire libre.
• Las perlas formadas de nácar dentro de las conchas de las ostras.
• El cabello y el pelaje del ser humano y los animales.
• La cáscara de quitina de los insectos y otros artrópodos.
• La arena, la grava y otros restos de la erosión de las rocas.
• El plutonio y otros materiales radiactivos de larga vida activa.
• El vidrio en sus distintos tipos.
• Las semillas de las plantas.
• El magma terrestre una vez que se ha enfriado lo suficiente.
• Los materiales sintéticos compuestos, como el grafito rayón o el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).
• Algunos elementos metaloides como el silicio, el germanio y el telurio.
• El cartílago, los dientes y las uñas del cuerpo humano.
• Las capas rígidas de suelo terrestre congelado, conocido como permafrost.
• Los meteoritos y otros objetos siderales.

Otros estados de la materia

Además del estado sólido, la materia puede existir en otros tres estados físicos:

• El estado líquido, en el que las partículas se encuentran organizadas de manera laxa, aunque no demasiado: en un punto intermedio entre los sólidos y los gases. Los líquidos son fluidos, no tienen forma definida (adquieren la del recipiente que los contenga) y son incompresibles. Los líquidos pueden volverse sólidos a través de la pérdida de calor (congelación) o gases mediante el aumento de este (evaporación).
• El estado gaseoso, en el que las partículas se encuentran mucho más dispersas y separadas que en el estado líquido, por lo que la sustancia no tiene forma y volumen propios, sino que adopta los del recipiente o ambiente que la contenga. Los gases presentan una débil interacción entre sus partículas, pero a través del incremento de la presión pueden obligarse a adquirir la forma líquida (licuefacción).
• El estado plasmático, en el que las partículas se encuentran en un estado de dispersión similar al gaseoso, pero al mismo tiempo están cargadas electromagnéticamente (ionizadas). El plasma es el estado de agregación de la materia más abundante del universo, cuyo gran y principal ejemplo es el Sol.

Sigue con: Propiedades intensivas y extensivas de la materia

Referencias

• “Estado de agregación de la materia” en Wikipedia.
• “Estados de la materia” en el Gobierno de Canarias (España).
• “Solid (state of matter)” en The Encyclopaedia Britannica.