As seguintes actividades têm como alvo uma população de ensino médio e secundário, embora alguns conteúdos sejam acessíveis a estudantes do ensino básico mais avançados. A página é também uma excelente revisão para estudantes de nível superior. Todos os exercícios fazem uso de javascript’s que proporciona um ambiente mais interativo.

Tudo o que existe na Terra pode ser explicado em termos de 4 estados (fases) da matéria – sólido, líquido, gás e plasma.

Quais são as propriedades de um sólido?

Uma substância em uma fase sólida é relativamente rígida, tem um volume e forma definidos.

Os átomos ou moléculas que compõem um sólido são empacotados próximos uns dos outros e não são compressíveis.

Porque todos os sólidos têm alguma energia térmica, os seus átomos vibram. No entanto, este movimento é muito pequeno e muito rápido, e não pode ser observado em condições normais.

Quais são os diferentes tipos de sólidos?

Existem quatro tipos de sólidos cristalinos —

	Sólidos iónicos — Estas substâncias têm um ponto de fusão definido e contêm ligações iónicas. Um exemplo seria o cloreto de sódio (NaCl). Veja a estrutura em 3-D de um cristal de sal.
	Sólidos covalentes — Estas substâncias aparecem como uma única molécula gigante composta por um número quase infinito de ligações covalentes. Um exemplo seria o grafite. Veja a estrutura 3-D da grafite).
	Os sólidos moleculares são representados como unidades de repetição compostas de moléculas. Um exemplo seria o gelo. Veja a estrutura tridimensional do gelo.
	Os sólidos metálicos são unidades de repetição compostas por átomos metálicos. Os elétrons de valência em metais são capazes de saltar de átomo em átomo.

Sólidos amórficos
Os sólidos amórficos não têm um ponto de fusão definido ou unidades de repetição regular. Um sólido amorfo é um sólido em que não existe uma ordem de longo alcance das posições dos átomos ao contrário das posições dos sólidos cristalinos. Um exemplo de um sólido amorfo é o vidro de janela. Além disso muitos polímeros como o poliestireno são amorfos. Os sólidos amorfos podem existir em dois estados distintos, o estado “emborrachado” e o estado “vítreo”. A temperatura de transição entre os estados “vítreo” e “emborrachado” é chamada de temperatura de transição vítrea ou Tg.

Nota de Interesse em Sólidos: Embora nenhuma massa seja uma impossibilidade, os aerogeles parecem chegar bem perto. Os aerogeles são os sólidos mais leves e têm uma densidade de 1,9 mg por cm3 ou 1,9 kg/m3 (526,3 vezes mais leves que a água). Por vezes chamados de fumos congelados, os aerogeles são polímeros de células abertas com poros de diâmetro inferior a 50 nanómetros.

Quais são as propriedades de um Líquido?

Os líquidos têm um volume definido, mas são capazes de alterar a sua forma através do fluxo.

Líquidos são semelhantes aos sólidos em que as partículas se tocam. No entanto, as partículas são capazes de se moverem.

Desde que as partículas sejam capazes de se tocar, as densidades do líquido serão próximas às de um sólido.

Desde que as moléculas do líquido possam mover-se, elas tomarão a forma do seu recipiente.

Quais são as propriedades específicas dos líquidos?

Viscosidade –A resistência de um líquido ao fluxo é chamada de sua viscosidade

Tensão de superfície — O resultado da atração entre moléculas de um líquido que faz com que a superfície do líquido aja como uma fina película elástica sob tensão. A tensão superficial faz a água formar gotas esféricas.

Pressão de vapor — A pressão que um sólido ou líquido exerce quando está em equilíbrio com o seu vapor a uma dada temperatura.

Ponto de Enchimento — quando a pressão de vapor = pressão atmosférica.

Quais são as propriedades de um Gás?

Gases não têm volume ou forma definida. Se os gases sem restrições se espalharão indefinidamente. Se confinados, eles tomarão a forma do seu recipiente. Isto é porque as partículas de gás têm energia suficiente para superar forças atraentes. Cada uma das partículas está bem separada resultando em uma densidade muito baixa.

Qual é o quarto estado da matéria?

O quarto estado da matéria é o plasma. O plasma é um gás ionizado, um gás no qual é fornecida energia suficiente para libertar elétrons de átomos ou moléculas e permitir que ambas as espécies, íons e elétrons, coexistam. Com efeito, um plasma é uma nuvem de prótons, neutrões e elétrons, onde todos os elétrons se soltaram de suas respectivas moléculas e átomos, dando ao plasma a capacidade de agir como um todo e não como um bando de átomos. Os plasmas são o estado mais comum da matéria no universo, compreendendo mais de 99% do nosso universo visível e a maior parte do que não é visível. O plasma ocorre naturalmente e constitui o material do nosso sol, o núcleo das estrelas e ocorre em quasares, pulsares emissores de raios X e supernovas. Na Terra, o plasma ocorre naturalmente nas chamas, nos relâmpagos e nas auroras. A maioria dos plasmas espaciais tem uma densidade muito baixa, por exemplo, o Vento Solar, que tem em média apenas 10 partículas por centímetro cúbico. As colisões entre partículas são improváveis – daí que estes plasmas sejam chamados de sem colisão.

E agora um quinto estado — Bose Einstein?

O colapso dos átomos num único estado quântico é conhecido como condensação de Bose ou condensação de Bose-Einstein é agora considerado um quinto estado da matéria.

Recentemente, os cientistas descobriram o condensado de Bose-Einstein, que pode ser pensado como o oposto de um plasma. Ele ocorre a temperatura ultra-baixa, perto do ponto em que os átomos não estão se movendo. Um condensado de Bose-Einstein é uma fase gasosa superfluida formada por átomos resfriados a temperaturas muito próximas de zero absoluto. O primeiro condensado deste tipo foi produzido por Eric Cornell e Carl Wieman em 1995 na Universidade do Colorado em Boulder, utilizando um gás de átomos de rubídio resfriado a 170 nanokelvins (nK). –Sob tais condições, uma grande fração dos átomos colapsam no estado quântico mais baixo, produzindo um superfluido. Este fenómeno foi previsto na década de 1920 por Satyendra Nath Bose e Albert Einstein, com base no trabalho de Bose sobre a mecânica estatística dos fotões, que foi então formalizado e generalizado por Einstein.