Clases de propiedades de la materia

Clasificación química de la materia

Los químicos estudian las estructuras, propiedades físicas y propiedades químicas de las sustancias materiales. Éstas consisten en materia, que es cualquier cosa que ocupe espacio y tenga masa. El oro y el iridio son materia, al igual que los cacahuetes, las personas y los sellos de correos. El humo, la niebla tóxica y el gas hilarante son materia. Sin embargo, la energía, la luz y el sonido no son materia; las ideas y las emociones tampoco lo son.

La masa de un objeto es la cantidad de materia que contiene. No hay que confundir la masa de un objeto con su peso, que es una fuerza causada por la atracción gravitatoria que opera sobre el objeto. En términos físicos, la masa de un objeto es directamente proporcional a la fuerza necesaria para cambiar su velocidad o dirección. En el apartado 1.9 de las Competencias Esenciales 1 se analizan con más detalle las diferencias entre peso y masa, así como las unidades utilizadas para medirlos. El peso, por su parte, depende de la ubicación de un objeto. Un astronauta cuya masa es de 95 kg pesa unas 210 lb en la Tierra, pero sólo unas 35 lb en la Luna, porque la fuerza gravitatoria que experimenta en la Luna es aproximadamente una sexta parte de la que experimenta en la Tierra. A efectos prácticos, peso y masa suelen utilizarse indistintamente en los laboratorios. Dado que se considera que la fuerza de gravedad es la misma en toda la superficie terrestre, 2,2 lb (un peso) equivalen a 1,0 kg (una masa), independientemente de la ubicación del laboratorio en la Tierra.

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La materia se define como todo lo que ocupa espacio y tiene masa, y está a nuestro alrededor. Los sólidos y los líquidos son materia más evidente: Podemos ver que ocupan espacio y su peso nos indica que tienen masa. Los gases también son materia; si los gases no ocuparan espacio, un globo permanecería colapsado en lugar de inflarse cuando se llena de gas.

Sólidos, líquidos y gases son los tres estados de la materia más comunes en la Tierra (Figura 1.2). Un sólido es rígido y posee una forma definida. Un líquido fluye y adopta la forma de un recipiente, salvo que forma una superficie superior plana o ligeramente curvada cuando actúa sobre ella la gravedad. (Tanto las muestras líquidas como las sólidas tienen volúmenes que son prácticamente independientes de la presión. Un gas adopta tanto la forma como el volumen de su recipiente.

Un cuarto estado de la materia, el plasma, se produce de forma natural en el interior de las estrellas. Un plasma es un estado gaseoso de la materia que contiene un número apreciable de partículas cargadas eléctricamente (Figura 1.3). La presencia de estas partículas cargadas confiere a los plasmas propiedades únicas que justifican su clasificación como un estado de la materia distinto de los gases. Además de en las estrellas, los plasmas se encuentran en otros entornos de alta temperatura (tanto naturales como artificiales), como los rayos, algunas pantallas de televisión e instrumentos analíticos especializados utilizados para detectar trazas de metales.

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Las propiedades que los químicos utilizan para describir la materia se dividen en dos categorías generales. Las propiedades físicas son características que describen la materia. Incluyen características como el tamaño, la forma, el color y la masa. Muchas de estas propiedades pueden ser de naturaleza cuantitativa. Por ejemplo, las propiedades físicas cuantitativas del agua serían el punto de ebullición (100 °C) y el punto de fusión (0 °C).

Las propiedades químicas son características que describen cómo la materia cambia su estructura o composición química. Un ejemplo de propiedad química es la inflamabilidad -la capacidad de un material para arder- porque la combustión cambia la composición química de un material. La oxidación, la herrumbre, la descomposición y la inercia también son propiedades químicas. Haz clic en este vídeo y anota las propiedades físicas y químicas del elemento sodio.

Cualquier muestra de materia que tenga las mismas propiedades físicas y químicas en toda la muestra se denomina sustancia. Existen dos tipos de sustancias. Una sustancia que no puede descomponerse en componentes químicamente más simples es un elemento. El aluminio, que se utiliza en las latas de refrescos, es un elemento. Una sustancia que puede descomponerse en componentes químicamente más simples (porque tiene más de un elemento) es un compuesto (Figura \(\PageIndex{1}\)). El agua es un compuesto formado por los elementos hidrógeno y oxígeno. En la actualidad, existen 118 elementos en el universo conocido. En cambio, los científicos han identificado decenas de millones de compuestos diferentes hasta la fecha.

Cuadro de clasificación de la materia

La materia se define como todo lo que ocupa espacio y tiene masa, y está a nuestro alrededor. Los sólidos y los líquidos son materia más evidente: Podemos ver que ocupan espacio y su peso nos indica que tienen masa. Los gases también son materia; si los gases no ocuparan espacio, un globo no se inflaría (aumentaría su volumen) al llenarlo de gas.

Sólidos, líquidos y gases son los tres estados de la materia más comunes en la Tierra (Figura 1.6). Un sólido es rígido y posee una forma definida. Un líquido fluye y adopta la forma de su recipiente, salvo que forma una superficie superior plana o ligeramente curvada cuando actúa sobre ella la gravedad. (Tanto las muestras líquidas como las sólidas tienen volúmenes que son prácticamente independientes de la presión. Un gas adopta tanto la forma como el volumen de su recipiente.

Un cuarto estado de la materia, el plasma, se produce de forma natural en el interior de las estrellas. Un plasma es un estado gaseoso de la materia que contiene un número apreciable de partículas cargadas eléctricamente (Figura 1.7). La presencia de estas partículas cargadas confiere a los plasmas propiedades únicas que justifican su clasificación como un estado de la materia distinto de los gases. Además de en las estrellas, los plasmas se encuentran en otros entornos de alta temperatura (tanto naturales como artificiales), como los rayos, algunas pantallas de televisión e instrumentos analíticos especializados utilizados para detectar trazas de metales.

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