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MATERIA Y GENERALIDADES

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.