Propiedades y estados de la materia: conceptos esenciales para química

La materia y sus propiedades

La materia tiene dos propiedades fundamentales: posee masa, que se mide en kilogramos, y volumen, que se mide en dm³. La materia es todo lo que posee masa, ocupa volumen y presenta inercia.

Estados de la materia

• Sólido: mantiene forma y ocupa un volumen definido.
• Líquido: no mantiene su forma, pero sí su volumen.
• Gaseoso: no tiene forma fija; se adapta al recipiente y no tiene volumen definido.
• Plasma: gases ionizados; no tiene volumen definido. Ejemplo: los gases de los anuncios de neón.
• Condensado de Bose–Einstein (CBE): se da en ciertos materiales a muy bajas temperaturas. El condensado es una propiedad cuántica que no tiene análogo clásico.

Cambios físicos

Un cambio físico se produce cuando la materia cambia de aspecto, tamaño o temperatura, pero su composición permanece igual. Existen:

• Cambios reversibles: la materia vuelve a su estado inicial.
• Cambios irreversibles: resulta imposible que la materia vuelva a su estado inicial.

Cambios químicos

En un cambio químico la propiedad y la composición de la materia cambian y aparecen sustancias diferentes. La masa total no varía (principio de conservación de la masa). Ejemplos: oxidación y combustión.

Sustancias puras

• Elementos: ejemplos: oxígeno, helio, nitrógeno, cloro, sodio, calcio, hierro.
• Compuestos: pueden ser moleculares o iónicos.

Las mezclas

Las mezclas se clasifican en:

• Mezclas heterogéneas: se distinguen a simple vista sus componentes. Muchas veces hay que agitar o mezclar estos materiales para luego usarlos.
• Mezclas homogéneas: no se distinguen a simple vista sus componentes. Existen mezclas homogéneas de metales llamadas aleaciones (ej.: cobre + estaño = bronce).

Los componentes se pueden separar mediante métodos como:

• Filtración
• Evaporación
• Decantación
• Destilación
• Cromatografía
• Magnetismo

Enlace químico

El enlace químico es la fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos, moléculas o iones, formando agrupaciones de mayor estabilidad (que contienen menor energía). La estabilidad se logra gracias a la tendencia de los átomos a alcanzar la configuración electrónica de los gases nobles.

Propiedades de los materiales

Las propiedades de los materiales pueden clasificarse en varias categorías:

Sensoriales

• Olor
• Forma
• Brillo
• Textura
• Color

Físicas

• Densidad
• Peso específico
• Calor específico
• Temperatura de fusión

Dentro de las físicas se incluyen:

• Propiedades eléctricas: conductividad eléctrica.
• Propiedades térmicas: conductividad térmica, dilatación.
• Propiedades acústicas: conductividad acústica.
• Propiedades ópticas: transparencia.
• Propiedades magnéticas: ferromagnetismo.
• Propiedades mecánicas: elasticidad, plasticidad, dureza, fragilidad, tenacidad, fatiga, acritud, resiliencia.

Químicas

• Oxidación
• Corrosión

Tecnológicas

• Ductilidad
• Maleabilidad
• Maquinabilidad
• Colabilidad

Ecológicas

• Biodegradabilidad
• Reciclabilidad
• Toxicidad
• Volatilidad