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Propiedades de la materia: qué son, cuáles son y ejemplos

Propiedades de la materia

Para entender las propiedades de la materia primero hay que tener en claro qué es la materia. La materia es todo lo que está a nuestro alrededor. Rara vez nos detenemos a pensar en ello a medida que avanzamos en nuestra vida cotidiana, pero somos materia.

Todo lo que detectamos en el universo es materia. Es el componente fundamental de todo: toda la vida en la Tierra, el planeta en el que vivimos, las estrellas y las galaxias. Por lo general, se define como cualquier cosa que tenga masa y ocupe un volumen de espacio.

Estamos hechos de átomos y moléculas, que también son materia. La definición de materia es cualquier cosa que tenga masa y ocupe espacio. Esto incluye la materia normal y la materia oscura .

Sin embargo, esa definición solo se extiende a la materia normal. Las cosas cambian cuando llegamos a la materia oscura.

Tipos de materia

La materia normal es la materia que vemos a nuestro alrededor. A menudo se lo conoce como “materia bariónica” y está hecho de leptones (electrones por ejemplo) y quarks (los bloques de construcción de protones y neutrones), que se pueden usar para construir átomos y moléculas que, a su vez, son el trabajo de celosía de todo desde humanos hasta estrellas.

La materia normal es luminosa, no porque “brille”, sino porque interactúa electromagnéticamente y gravitacionalmente con otra materia y con la radiación.

Otro aspecto de la materia normal es la antimateria. Todas las partículas tienen una antipartícula que tiene la misma masa pero giro y carga opuestos. Cuando la materia y la antimateria colisionan, aniquilan y crean energía pura en forma de rayos gamma.

Propiedades de la materia - antimateria
Propiedades de la materia – antimateria

En contraste con la materia normal, la materia oscura es materia que no es luminosa. Es decir, no interactúa electromagnéticamente y, por lo tanto, parece oscuro (es decir, no se refleja ni desprende luz). La naturaleza exacta de la materia oscura no es bien conocida.

Propiedades de la materia

Las propiedades de la materia se pueden diferenciar según el estudio que se requiera. Son muy útiles para poder estudiar y analizar la materia.

Hay propiedades físicas que tienen en cuenta el cambio perceptible de la materia y hay propiedades químicas que tienen en cuenta los cambios de composición.

También las propiedades físicas de la materia se dividen en propiedades extensivas y propiedades intensivas.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas son cualquier propiedad de la materia que se puede percibir u observar sin cambiar la identidad química de la muestra.

Por el contrario, las propiedades químicas son aquellas que solo se pueden observar y medir mediante la realización de una reacción química, cambiando así la estructura molecular de la muestra.

Debido a que las propiedades físicas incluyen una amplia gama de características, se clasifican además como intensivas o extensas y como isotrópicas o anisotrópicas.

Propiedades de la materia
Propiedades de la materia

Propiedades intensivas

Las propiedades intensivas son propiedades a granel, lo que significa que no dependen de la cantidad de materia que está presente.

Ejemplos de propiedades intensivas incluyen:

  • Punto de ebullición
  • Densidad
  • Estado de la materia
  • Color
  • Punto de fusión
  • Olor
  • Temperatura
  • Índice de refracción
  • Lustre
  • Dureza
  • Ductilidad
  • Maleabilidad

Propiedades extensivas

Las propiedades extensivas no se ven afectadas por la medida de materia que hay presente. Una propiedad extensiva se considera aditiva para los subsistemas.

Ejemplos de propiedades extensivas incluyen:

  • Volumen
  • Masa
  • Tamaño
  • Peso
  • Longitud

La relación entre dos propiedades extensivas es una propiedad intensiva. Las propiedades extensivas masa y volumen cuando se combinan dan la densidad que es una propiedad intensiva de la materia.

Una manera fácil para reconocer una propiedad intensiva de una extensiva es tomar dos muestras idénticas de una sustancia y unirlas. Si esto duplica la propiedad (por ejemplo, el doble de la masa, el doble de tiempo), es una propiedad extensiva. Pero si la propiedad no varía al alterar el tamaño de la muestra, es una propiedad intensiva.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas son cualquiera de las propiedades de la materia que solo pueden observarse y medirse realizando un cambio químico o una reacción química.

Las propiedades químicas no pueden determinarse tocando o viendo una muestra; la estructura de la muestra debe alterarse para que las propiedades químicas se vuelvan evidentes.

Propiedades químicas - oxidación
Propiedades químicas – oxidación

Ejemplos de propiedades químicas:

  • Reactividad con otros productos químicos
  • Toxicidad
  • Número de coordinación
  • Inflamabilidad
  • Entalpía de la formación
  • Calor de combustión
  • Estados de oxidación
  • Estabilidad química
  • Tipos de enlaces químicos que se formarán

Diferencias entre las propiedades físicas y químicas

Mientras que una propiedad química solo se revela por el comportamiento de una sustancia en una reacción química, una propiedad física se puede observar y medir sin cambiar la composición de una muestra. Las propiedades físicas incluyen color, presión, longitud y concentración.

Las propiedades químicas abarcan aquellas características de la materia que solo pueden observarse al cambiar la identidad química de una muestra, es decir, al examinar su comportamiento en una reacción química.

Los ejemplos de propiedades químicas incluyen la inflamabilidad (observada por la combustión), la reactividad (medida por la disposición a participar en una reacción) y la toxicidad (demostrada al exponer un organismo a un producto químico).

Propiedades de la materia
Propiedades de la materia

Las propiedades químicas y físicas están relacionadas con cambios químicos y físicos. Un cambio físico solo altera la forma o apariencia de una muestra y no su identidad química. Un cambio químico es una reacción química, que reorganiza una muestra a nivel molecular.

Cómo identificar las propiedades de la materia

A veces puede ser difícil saber si se ha producido o no una reacción química. Por ejemplo, cuando se derrite hielo en agua, se puede escribir el proceso en términos de una reacción química. Sin embargo, la fórmula química en ambos lados de la reacción es la misma.

Dado que la identidad química de la materia en cuestión no se modifica, este proceso representa un cambio físico. Por lo tanto, el punto de fusión es una propiedad física.

Por otro lado, la inflamabilidad es una propiedad química de la materia porque la única manera de saber qué tan fácilmente se enciende una sustancia es quemarla. En la reacción química para la combustión, los reactivos y los productos son diferentes.

Por lo general, no tienes la reacción química para un proceso. Puedes buscar signos reveladores de un cambio químico. Estos incluyen burbujeo, cambio de color, cambio de temperatura y formación de precipitación.

Si ves signos de una reacción química, la característica que estás midiendo es muy probablemente una propiedad química. Si estos signos están ausentes, la característica es probablemente una propiedad física.

Cuál es la propiedad que solo puede observarse cuando la sustancia en cuestión interactua químicamente

Las propiedades químicas son aquellas que describen o previenen alguna forma de cambio químico. Por ejemplo, la formación de óxido se produce cuando el hierro húmedo está expuesto al aire. El hierro tiene una propiedad química que reacciona con componentes del aire y forma una nueva sustancia. Por lo tanto, el hierro tiene una baja resistencia a la corrosión.

En contraste, el oro tiene una alta resistencia a la corrosión. Otros ejemplos en los que las propiedades químicas juegan un papel son: la solubilidad del aluminio en la sosa cáustica, la decoloración gradual y verdosa del cobreen aire húmedo, o la reacción violenta de sodio con agua.

Principalmente, las propiedades químicas están asociadas con reacciones con otras sustancias. Sin embargo, también hay propiedades químicas que se relacionan, por ejemplo, con la estabilidad de una sustancia (que descompone el peróxido de hidrógeno tras la irradiación con luz UV en agua y oxígeno).

Al observar los cambios a los que está expuesta la materia, se pueden distinguir los cambios físicos y químicos. En el caso de cambios físicos, la sustancia permanece igual, pero su apariencia cambia (por ejemplo, si el agua se congela se convierte en hielo, pero sigue siendo agua en el sentido químico, o si el estaño metálico se enfría por debajo de 13.2 ° C, se desintegra en un polvo , pero aún permanece en lata). En el caso de las reacciones químicas se cambia la sustancia y puede surgir una nueva sustancia. Por ejemplo, la disolución de sodio en agua es un cambio químico, ya que el sodio desaparece y se produce hidróxido de sodio.

Al examinar las sustancias naturales con más detalle, se descubre que algunas sustancias son mezclas (el granito es una mezcla de minerales, feldespato, cuarzo y mica), pero otras sustancias son puras (como la tiza que es carbonato de calcio puro). Las mezclas son combinaciones físicas de dos o más sustancias que también se pueden separar una de otra por métodos físicos apropiados, mientras que las sustancias puras no se pueden dividir en otros componentes por medios físicos (es decir, sin cambios químicos).

Actualmente los químicos conocen cerca de 10 millones de sustancias puras, y un número muy pequeño de ellas (alrededor de 100) tienen una propiedad especial: no es posible descomponer estas pocas sustancias en otros constituyentes por medios químicos. Estas sustancias no descomponibles se denominan elementos químicos. Así, uno diferencia entre elementos (como cobre , hierro u oxígeno ), que no pueden separarse por medios químicos, y compuestos que pueden descomponerse con métodos químicos en elementos químicos.

El hierro oxidado es una propiedad que tiene la materia
El hierro oxidado es una propiedad que tiene la materia

Propiedades de la materia ejemplos

La materia es un término que se utiliza para el material básico que compone todas las cosas del mundo, independientemente de su apariencia. La aproximación de este concepto muy general ha dado forma a la contemplación de la naturaleza en la física y diversas disciplinas de la filosofía desde sus orígenes y todavía es objeto de intentos de explicarlo. En física, las propiedades de la materia u objetos materiales se describen, por ejemplo, por el concepto de masa (de la materia, especialmente demarcada por ondas electromagnéticas).

Es así que en física la materia se define como todo lo que tiene una masa. En particular, no hace distinción entre cosas de formas simples o complejas. La masa también es un concepto fundamental de la física. Se puede describir por el efecto de la fuerza gravitacional, con la cual toda la materia se atrae y se pone en movimiento. La propiedad de la masa separa la materia de otros objetos físicos, como las fuerzas, los campos y la energía.

La masa es solo una de las muchas propiedades de la materia que trata la física. Se le atribuye una expansión en el espacio, un volumen, mientras que la densidad describe su masa por unidad de volumen. La mayoría de las otras propiedades de la materia describen su interacción con las fuerzas y otras formas de energía, como presión (compresibilidad), calor (capacidad calorífica), campos eléctricos y magnéticos ( conductividad , susceptibilidad magnética ) y ondas electromagnéticas ( coeficiente de absorción, índice de refracción).

La materia ocurre en diferentes estados de agregación. Los estados sólido, líquido, gaseoso y plasma tienen paralelos con los elementos clásicos de la antigüedad, tierra, agua, aire y fuego. La explicación y descripción de los diversos estados agregados y las transiciones entre ellos es un tema de termodinámica y física estadística.

La estructura de la materia es estudiada por numerosas subdisciplinas de la física. La materia consiste en pequeñas unidades, los átomos que se unen mediante fuerzas de enlace químicas en unidades más grandes, las moléculas , y finalmente a la materia macroscópica. Sin embargo, al contrario del significado original de la palabra, los átomos en sí no son indivisibles, sino que a su vez están formados por electrones en la capa atómica y protones y neutrones en el núcleo atómico mucho más pequeño. La disposición de estos componentes sigue las reglas que se describen en física atómica y nuclear.

Las propiedades más generales de los cuerpos materiales, incluyen la expansión, la divisibilidad, la capacidad de descansar o moverse, y la resistencia al movimiento.

Las diferentes propiedades de la materia surgen, por un lado, de los diferentes elementos que las componen y, por otro, de la forma en que están organizadas. En todos los niveles descritos, la disposición de las partículas de materia sigue leyes de simetría. Un ejemplo de esto son las estructuras en cristales, que consisten en estructuras geométricas que se repiten espacialmente.

En cosmología, hay razones para creer que existe otra forma de materia, la materia oscura. Según la hipótesis, hay incluso unas diez veces más materia oscura que la habitual. La materia oscura se caracteriza solo por su masa y no interactúa con la radiación, por ejemplo.

Algunos ejemplos de las propiedades de la materia en física son la masa, el volumen, la inercia, la divisibilidad, la compresibilidad, la elasticidad, el punto de ebullición y las propiedades organolépticas. También están las propiedades intensivas (como la densidad y la dureza) y las propiedades extensivas (como la masa y el volumen).