El mundo natural, sus cambios: percepción e indagación.

Unidad Número 3: El mundo natural, sus cambios: percepción e indagación.

¿Qué son los materiales?

Si miramos a nuestro alrededor, encontraremos muchas cosas que nos son útiles para desarrollar nuestras actividades. Como por ejemplo, el cuchillo, uno de los instrumentos más antiguos inventados por el hombre.

El hombre prehistórico aprendió a usar el cuchillo de piedra, tallarlo y darle forma para poder usarlo. Ahora los cuchillos, en lugar de ser de piedra tallada, son de acero inoxidable y a veces tienen mango plástico. ¿Qué fue lo que cambió? El uso es el mismo, pero el material ya no lo es.

El estudio de los materiales les permitió a los seres humanos, a través del tiempo, aumentar su calidad de vida, mejorando la industria de la construcción, de la alimentación y del vestido.

También mejoraron la salud y las comunicaciones.

Definición de materia: Sustancia extensa, divisible, e impenetrable, susceptible de toda clase de formas: la materia es la causa permanente de todas nuestras sensaciones. Aquello con que están hechas todas las cosas o cuerpos.

Todo lo que pesa y ocupa un lugar en el espacio conforma la materia en el universo, que se presenta en distintas formas o estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.

Se denomina sustancia a toda porción de materia que presenta siempre las mismas características. La materia que nos rodea está formada por sustancias. El agua, por ejemplo, es la única sustancia que hierve a 100ºC, solidifica a 0ºC, es incolora, insípida e inodora, y está formada por átomos de hidrógeno y oxígeno.

Una misma sustancia puede formar diferentes formas: la sustancia madera puede adoptar la forma de una mesa o una silla; la sustancia papel puede adoptar la forma de hoja de carpeta o de bolsa. Esto significa que, si a las sustancias se las limita y se les da cierta forma, se obtienen cuerpos de distintas formas y tamaños.

Los cuerpos que nos rodean experimentan cambios en el transcurso del tiempo. Los cambios que se producen en la Naturaleza se denominan fenómenos, y se los puede clasificar en:

• Fenómenos físicos: Se caracterizan porque los cuerpos o sustancias no alteran su composición al sufrir un cambio, es decir, mantienen sus características y propiedades; por ejemplo, si alguien camina, se produce solamente un cambio en su posición o la rotura de un vaso de vidrio. Son transitorios.
• Fenómenos químicos: Los cuerpos o sustancias presentan cambios que alteran su composición y por tanto sus características y propiedades; por ejemplo, la combustión, cuando e quema un papel o la acción de sustancias como los ácidos y las bases. Son cambios irreversibles o definitivos.
•  Fenómenos biológicos: Cuando estos procesos son llevados a cabo dentro de los seres vivos o con la intervención de ellos, hablamos de fenómenos biofísicos o bioquímicos, como son la digestión, la transpiración y la propagación de esporas, entre muchos otros.

Clases de materiales:

Hay una cantidad enorme de materiales que usamos que se obtienen de las plantas, como el algodón, seda; algunos de animales como la lana, por eso se los llama materiales naturales. Pero hay otros usados para vestimenta, como el acrílico, que fueron inventos de los químicos, y que no se obtienen directamente de seres vivos, sino que se fabrican a partir de materias primas sacadas por ejemplo, del petróleo. A estos se los llama materiales sintéticos. Se denominan así ya que los materiales pasan por varios transformaciones desde que se lo sacó de su orígen, de manera que el producto en que se convirtió no se parece mucho al material original. Por ejemplo, el polietileno, un tipo de plástico con que se hacen las bolsas, se obtiene a partir del gas natural.

La materia también se puede clasificar en:

• Materia inorgánica: Son los minerales que forman la materia inerte de la corteza de la Tierra: sal, cal, arena, arcilla, cemento, mármol, agua, etc. Está formada por diferentes sustancias, muy pocas moléculas y poca energía de enlace.
• Materia orgánica: Esta formada por sustancias que están en los seres vivos o derivados de ellos: carne, huevos, manteca, leche, madera, cerveza, café. Formada por diferentes sustancias. Se descomponen por acción del calor, son  termolábiles. Se degradan por acción de los microorganismos o descomponedores formando humus, componente muy importante para la fertilidad de los suelos. La mayoría no se disuelve en agua como los aceites, grasas y proteínas. Formada por muchas moléculas, en consecuencia, con mucha energía de enlace. En su composición química siempre está presente el carbono, hidrógeno, oxígeno y a veces, nitrógeno.

Todos los seres vivos estamos formados por materia orgánica e inorgánica. Ambas cumplen un papel fundamental en nuestra vida.

Las plantas fabrican materia orgánica a partir de materia inorgánica, en un proceso llamado fotosíntesis .

¿Cómo está constituída la materia? Estructura:

Si tomamos una gota de agua y la dividimos en forma sucesiva, obtendremos gotitas cada vez más pequeñas. Así, se llega a un momento en que esas cantidades ya no pueden ser apreciadas a simple vista pero sí por un microscopio. Sin embargo, si estas gotitas microscópicas se siguen dividiendo, se obtienen partículas se obtienen partículas que ya no se pueden apreciar ni con el microscopio, hasta lograr la partícula más pequeña que conserva todas las propiedades del agua  (incolora, insípida e inodora, que hierve a 100ºC, etc). A esta partícula se la denomina molécula.

Si utilizando procedimientos adecuados dividimos las moléculas de agua obtendremos tres partículas aún más pequeñas, llamadas átomos con propiedades diferentes  a las del agua: un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno.

Los átomos están formados por diferentes subpartículas: protones, electrones y neutrones. Los átomos se diferencian entre sí por la cantidad de protones que poseen.

Existen más de 100 clases de átomos diferentes. Cada una de ellas se denomina elemento químico.

Hay diferentes tipos de sustancias o materia: simples o compuestas. Cuando una sustancia está formada por moléculas constituídas por átomos del mismo elemento, se dice que es una sustancia simple. Ej: el ozono.

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