MATERIA: ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN, ESTADOS DE AGREGACIÓN Y CLASIFICACIÓN POR PROPIEDADES

1.1 MATERIA: ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN, ESTADOS DE AGREGACIÓN Y CLASIFICACIÓN POR PROPIEDADES

MATERIA

La materia es integrada por átomos y partículas diminutas que a su vez se componen de otras aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas las cuales se agrupan para construir diferentes objeto, presenta dos tipos de propiedades: propiedades extensivas y propiedades intensivas.

• Las propiedades extensivas: se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas que podemos medir con mayor facilidad y que dependen de la cantidad y forma de la materia. Por ejemplo: peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etcétera.

• Las propiedades intensivas: en cambio, tienen que ver más con la estructura química interna de la materia, como la temperatura, punto de fusión, punto de ebullición, calor específico o concentración (ver glosario para estos tres últimos términos), índice de refracción, entre otros aspectos.

COMPUESTOS

La sustancia creada a partir de la conjunción de, al menos, un par de elementos que forman parte de la tabla periódica, siempre en una razón invariable.

Dichos compuestos presentan una fórmula química: el ácido fluorhídrico, por citar un caso, es un compuesto formado por un átomo de hidrógeno y uno de flúor (la razón fija, por lo tanto es de un átomo a uno).

En esta misma área podemos establecer que existe una amplia clasificación de los mencionados compuestos químicos entre los que se encuentran los siguientes:

• Hidruros. Como su propio nombre indica son fruto de la mezcla del hidrógeno y de otro elemento más de la citada tabla periódica. Se caracterizan además porque pueden ser tanto metálicos como no metálicos.

• Óxidos básicos. El oxígeno es base fundamental de su formación en la que además se hace necesario la presencia de un metal.

• Sales binarias. El cloruro de sodio, es decir, lo que se conoce como sal de mesa es uno de los perfectos ejemplos de este tipo de compuesto químico que es fruto de la suma de un hidrácido y de un hidróxido

• Los óxidos ácidos, los oxisales o los oxácidos son otros de los tipos de compuestos que forman parte de esta ciencia que ahora estamos abordando

ESTADOS DE AGREGACIÓN

La materia del universo se encuentra sometida bajo unas condiciones naturales. Según la temperatura, presión o volumen a la que se vea sometida podemos encontrar dicha materia en diversos estados de agregación.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto.

Estado Solido

Se forman cuando las fuerzas de atracción entre moléculas individuales son mayores que la energía que causa que se separen. Las moléculas individuales se encierran en su posición y se quedan en su lugar sin poder moverse.

A medida que la temperatura de un sólido aumenta, la cantidad de vibración aumenta, pero el sólido mantiene su forma y volumen ya que las moléculas están encerradas en su lugar y no interactúan entre sí.

Estado Líquido

Se forman cuando la energía (usualmente en forma de calor) de un sistema aumenta y la estructura rígida del estado sólido se rompe. Aunque en los líquidos las moléculas pueden moverse y chocar entre sí, se mantienen relativamente cerca, como los sólidos. A medida que la temperatura de un líquido aumenta, la cantidad de movimiento de las moléculas individuales también aumenta. Como resultado, los líquidos pueden “circular” para tomar la forma de su contenedor pero no pueden ser fácilmente comprimidas porque las moléculas ya están muy unidas. Por consiguiente, los líquidos tienen una forma indefinida, pero un volumen definido.

Estado Gaseoso:

Los gases se forman cuando la energía de un sistema excede todas las fuerzas de atracción entre moléculas. Así, las moléculas de gas interactúan poco, ocasionalmente chocándose. En el estado gaseoso, las moléculas se mueven rápidamente y son libres de circular en cualquier dirección, extendiéndose en largas distancias. A medida que la temperatura aumenta, la cantidad de movimiento de las moléculas individuales aumenta. Los gases se expanden para llenar sus contenedores y tienen una densidad baja. Debido a que las moléculas individuales están ampliamente separadas y pueden circular libremente en el estado gaseoso, los gases pueden ser fácilmente comprimidos y pueden tener una forma indefinida.

Estado Plasmático:

Los plasmas son gases calientes e ionizados se forman bajo condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Más sorprendente aún, los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos. Debido a que los átomos en los plasma existen como iones cargados, los plasmas se comportan de manera diferente que los gases y forman el cuarto estado de la materia. Los plasmas pueden ser percibidos simplemente al mirar para arriba; las condiciones de alta energía que existen en las estrellas, tales como el sol, empujan a los átomos individuales al estado de plasma.

Los Condensados Bose-Einstein

El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfriados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para después soltarla cuando el estado se rompe. También han sido descritos o vistos varios otros estados de la materia menos comunes. Algunos de estos estados incluyen cristales líquidos, condensados fermiónicos, superfluídos, supersólidos y el correctamente denominado "extraña materia

Estado condensado de Fermiónico

Es un estado de agregación de la materia en el que la materia adquiere superfluidez. Se produce a temperaturas muy bajas cercanas al cero

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