La materia es todo aquello
que ocupa un lugar en el en el espacio y tiene masa, por lo tanto, será todo lo
que hace parte del universo físico. La materia
la podemos encontrar en forma de sustancias puras o en forma de mezclas. Las sustancias
puras son homogéneas y presentan un constitución fija e invariable en sus
componentes, debido a ello no se pueden descomponer en sustancias más simples
por métodos físicos (decantación, destilación, cromatografía, etc).
Los compuestos y los
elementos conforman las sustancias puras; los primeros se hallan constituidos
por átomo diferentes (que tienen diferente número atómico) y mediante procesos químicos
se pueden descomponer en sus elementos constituyentes; por ejemplo, el H2O
es un compuesto que mediante electrolisis (método químico) se descompone para
producir H2 y O2.
Los elementos se encuentran
formados por átomos semejantes (con igual número atómico) y aun con los métodos
químicos más drásticos su descomposición en unidades más simples es imposible. Para
representar los elementos se utilizan símbolos derivados de sus nombres en latín.
Por ejemplo: Ca, P, Na, Br, B, N, etc.
Las mezclas son agregados de
dos o más sustancias puras que se pueden separar por métodos físicos, a
diferencia de las combinaciones que no se pueden separar (las mezclas presentan
una constitución variable entre sus componentes). Son ejemplos de mezclas: agua
y aceite, alcohol y benceno y dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno (N2).
Propiedades
de la materia
Estas son las características
que nos permiten describir a la materia. Estas propiedades se han clasificado
en químicas y físicas. Las primeras se refieren al cambio en la composición que
experimentan las sustancias en presencia de otras, es decir, involucran cambios
químicos (son particulares para cada sustancia). Ejemplo: cuando decimos que el
Sodio (Na) reacciona con acido sulfúrico (H2SO4) para
producir cierta sal + oxigeno, aquí estamos describiendo una propiedad química de
este elemento.
Por otro lado las propiedades
físicas no involucran cambios en la naturaleza de las sustancias y pueden ser
de dos tipos:
ü Especificas (Intrínsecas): Estas
son independientes de la cantidad de la muestra, entre estas tenemos: dureza,
densidad (d= m/v), maleabilidad, puntos de fusión y ebullición,
ductilidad, conductividad eléctrica y térmica, entre otras.
Estas
propiedades son necesarias para identificar a la materia, ya que son propias e
invariables para cada una. Ejemplo: si contamos con una sustancia desconocida
para nosotros, pero es sabido que su densidad es 13.6 g/mL, puede afirmarse con
seguridad que esa sustancia es el elemento mercurio (Hg), puesto que esta
densidad es una propiedad específica para este compuesto.
ü Generales (Extrínsecas): Estas
son útiles para expresar las cantidades de las sustancias más no para
identificarlas. Entre estas tenemos el peso, la masa y el volumen.
Ejemplo:
si para la sustancia anterior la cual era mercurio (Hg) nos dijeran solo que su
masa es de 1 Kg no podríamos identificarla, ya que podría ser 1 Kg de agua, del
algodón, de hierro, etc.
Naturaleza
atómica de la materia
Hace más de dos mil años los
griegos Demócrito y Leucipido concebían a la materia formada por átomos, partículas
inmutables e indestructibles. Estas aseveraciones eran basadas en el
raciocinio, por lo tanto, partían de un punto de vista filosófico más no
experimental.
Posteriormente en el siglo
XIX estas idean son retomadas por el científico ingles Jhon Dalton, con quien
comienza un periodo de grandes descubrimientos en los que respecta a la
naturaleza atómica de la materia. Hoy en día está demostrado que los átomos son
las unidades estructurales mínimas de la materia y que conservan sus
propiedades químicas y físicas.
Estructura
atómica
El átomo está formado por un
núcleo y una corteza o periferia. En el núcleo se encuentran los protones y los
neutrones, partículas de cargas positiva y neutra respectivamente y en la
corteza se encuentran los electrones, partículas con carga negativa y de igual
magnitud a la carga del protón. En un átomo las cargas positivas y negativas
pueden estar en igual número, en este caso decimos que el átomo es neutro;
cuando esto no ocurre por deficiencia o exceso de cargas negativas (electrones)
el resultado son átomos cargados eléctricamente denominados iones.
La masa del electrón es
extremadamente pequeña, por esto se le considera despreciable en comparación con
la masa de los protones y neutrones. Por otro lado, protones y neutrones tienen
masas tan similares que se les considera iguales.
Modelos
atómicos
Tiempo después del
descubrimiento de las partículas fundamentales del átomo, surgieron los
siguientes interrogantes: ¿Cómo están organizadas estas partículas dentro el átomo? y ¿Cuál es la forma real de este?
Fue entonces cuando los científicos
comenzaron a proponer los modelos atómicos, dentro de los cuales destacamos el
modelo de J.J Thompson quien basado en los estudios de la época propuso un
modelo que concebía al átomo como una esfera de carga positiva en el que los
electrones quedaban incrustados como las uvas pasas en un helado.
Más adelante, Rutherford
propone que el átomo se encuentra constituido por un núcleo de carga positiva
en que está concentrado casi toda la masa del átomo (protones + neutrones),
alrededor de este se mueven los electrones.
Niels Bohr haciendo un experimento con
espectros descubrió los niveles de energía (7 en total K, L, M, N, O, P, Q) y además
se percato de que la energía dentro del átomo aumenta de adentro hacia afuera.
No obstante es importante
anotar que el modelo atómico actual se denomina mecanico-cuantico y que fue
elaborado con base en los trabajos de Schrödinger y Heisenberg.
