LA MATERIA

1.1.         LA MATERIA

Estructura de la materia:

 Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

La materia está integrada por átomos, partículas diminutas que, a su vez, se componen de otras aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas, las cuales  se agrupan para constituir los diferentes objetos.

Átomo

A pesar de que átomo significa ‘indivisible’, en realidad está formado por varias partículas subatómicas. El átomo contiene protones, neutrones y electrones, con la excepción del hidrógeno-1, que no contiene neutrones, y del catión hidrógeno o hidrón, que no contiene electrones. Los protones y neutrones del átomo se denominan nucleones, por formar parte del núcleo atómico.

Se denomina número atómico al número de protones que existen en el núcleo del átomo de un elemento.  Si un átomo pierde o gana uno o más electrones adquieren carga positiva o negativa, convirtiéndose en un ion.  Los iones se denominan cationes si tienen carga positiva y aniones si tienen carga negativa.

En la naturaleza los átomos se combinan formando las moléculas. Una molécula es una agrupación de dos o más átomos unidos mediante enlaces químicos.

Las sustancias que conforman la materia se pueden clasificar en elementos, compuestos y mezclas.

Mezclas

Las mezclas se obtienen de la combinación de dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos. En las mezclas no se establecen enlaces químicos entre los componentes de la mezcla. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

·         Las mezclas homogéneas son aquellas en las cuales todos sus componentes están distribuidos uniformemente, es decir, la concentración es la misma en toda la mezcla, en otras palabras en la mezcla hay una sola fase. Ejemplos de mezclas homogéneas son la limonada, sal disuelta en agua, etc. Este tipo de mezcla se denomina solución o disolución.

·         Las mezclas heterogéneas son aquellas en las que sus componentes no están distribuidos uniformemente en toda la mezcla, es decir, hay más de una fase; cada una de ellas mantiene sus características. Ejemplo de este tipo de mezcla es el agua con el aceite, arena disuelta en agua, etc; en ambos ejemplos se aprecia que por más que se intente disolver una sustancia en otra siempre pasado un determinado tiempo se separan y cada una mantiene sus características.

Propiedades de la materia

Las propiedades de la materia corresponden a las características específicas por las cuales una sustancia determinada puede distinguirse de otra. Estas propiedades pueden clasificarse en dos grupos:

·         Propiedades físicas:ependen fundamentalmente de la sustancia misma. Pueden citarse como ejemplo el color, el olor, la textura, el sabor, etc.

·         Propiedades químicas: dependen del comportamiento de la materia frente a otras sustancias. Por ejemplo, la oxidación de un clavo (está constituido de hierro).

Las propiedades físicas pueden clasificarse a su vez en dos grupos:

·         Propiedades físicas extensivas: dependen de la cantidad de materia presente. Corresponden a la masa, el volumen, la longitud.

·         Propiedades físicas intensivas: dependen sólo del material, independientemente de la cantidad que se tenga, del volumen que ocupe, etc. Por ejemplo, un litro de agua tiene la misma densidad que cien litros de agua.

Estados de la materia

·         Los sólidos: En los sólidos, las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras.

·         Los líquidos: las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras.

·         Los gases: En los gases, las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias.

·         Plasma: Existe un cuarto estado de la materia llamado plasma, que se forman bajo temperaturas y presiones extremadamente altas, haciendo que los impactos entre los electrones sean muy violentos, separándose del núcleo y dejando sólo átomos dispersos.

Propiedades de los sólidos

Las partículas que constituyen un sólido están unidas entre sí por fuerzas muy intensas, de manera que resulta muy difícil separarlas; por ello los sólidos tienen una forma bien definida.

Las partículas que constituyen un cuerpo sólido están tan próximas entre sí que por mucha fuerza que hagamos no las podemos acercar más; los sólidos son difíciles de comprimir, no cambian de volumen.

Algunas propiedades de los sólidos se deben precisamente a la forma y a la fuerza con que están unidas sus partículas. Estas propiedades son:

• La dureza, o dificultad para rayar el cuerpo. Por ejemplo, el diamante es mucho más duro que un trozo de yeso.
• La fragilidad, o tendencia de un sólido a romperse sin deformarse. Por ejemplo, el vidrio o el barro cocido son frágiles.
• La ductilidad, o facilidad que ofrece un sólido a extenderse formando hilos. Por ejemplo, el cobre del que están hechos los hilos en el interior de los cables de la luz.
• La maleabilidad, o capacidad que presenta un sólido para extenderse en forma de láminas. Por ejemplo, el oro y el aluminio son metales muy maleables.
• La elasticidad, o tendencia de un sólido a recuperar su forma original tras ser sometido a una fuerza. Por ejemplo, una cinta de goma o un muelle son muy elásticos.
• La flexibilidad, o facilidad de un sólido a doblarse sin romperse. Por ejemplo, podemos doblar una varita de mimbre o un folio de papel sin que se rompan.
• La resistencia, o capacidad de un sólido para soportar pesos sin romperse. Por ejemplo, las casas se hacen con vigas de hierro o de hormigón, que soportan el peso de muros y techos.

Propiedades de los líquidos

Los líquidos no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Las partículas que constituyen los líquidos están más alejadas entre sí que en los sólidos, pero esta distancia no se puede hacer menor; por ello el volumen de un líquido no cambia, es decir, los líquidos tienen volumen constante. Otras propiedades de los líquidos son la viscosidad y lavolatilidad. Decimos que un líquido es viscoso cuando fluye muy lentamente, como la miel o el aceite, que son más viscosos que el agua.

Decimos que un líquido es volátil cuando se evapora con facilidad. El olor a gasolina en una gasolinera nos indica que se trata de un líquido volátil.

Propiedades de los gases

Las partículas que forman los gases están unidas por fuerzas muy débiles. Debido a ello, los gases carecen de forma y volumen propios, adoptan la forma y tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene.

Si al inflar un globo, no paramos de soplar, llegará un momento en que la presión sea tan grande que lo reviente, expandiéndose el aire de su interior.

Si con un dedo tapamos la boca de una jeringuilla y apretamos su émbolo, éste avanzará pues el aire que hay en su interior se comprime, mientras que si tiene agua, nos resultará imposible mover el émbolo, ya que los líquidos no se comprimen.

Los gases pueden pues comprimirse y expandirse (los líquidos y sólidos no). Comprimiendo o enfriando un gas, éste puede pasar al estado líquido, como sucede con el gas licuado que contienen las bombonas de butano.