Las propiedades de la materia: masa, volumen, densidad y estados de agregación
MATERIA: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, es medible y posee una cierta cantidad de energía.
La materia tiene propiedades generales y específicas o particulares. Las propiedades generales son las que presenta todo cuerpo material sin excepción y al margen de su estado físico, y las propiedades particulares o específicas son las que caracterizan a cada sustancia y permite diferenciarlas de otras.
PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA
Las propiedades específicas se clasifican en químicas y físicas, dependiendo de si se manifiestan con o sin alteración en su composición interna o molecular.
1. Propiedades Físicas: Son aquellas propiedades que impresionan nuestros sentidos sin alterar su composición interna o molecular.
Ejemplos: densidad, estado físico (solido, liquido, gaseoso), propiedades organolépticas (color, olor, sabor), temperatura de ebullición, punto de fusión, solubilidad, dureza, conductividad eléctrica, conductividad calorífica, calor latente de fusión, etc.
A su vez las propiedades físicas pueden ser extensivas o intensivas.
- Propiedades Extensivas: el valor medido de estas propiedades depende de la masa. Por ejemplo: inercia, peso, área, volumen, presión de gas, calor ganado y perdido, etc.
- Propiedades Intensivas: el valor medido de estas propiedades no depende de la masa. Por ejemplo: densidad, temperatura de ebullición, color, olor, sabor, calor latente de fusión, reactividad, energía de ionización, electronegatividad, molécula gramo, átomo gramo, equivalente gramo, etc.
2. Propiedades Químicas: son aquellas propiedades que se manifiestan al alterar su estructura interna o molecular, cuando interactúan con otras sustancias.
- Reactividad Química: Capacidad de reacción química que presenta ante otros reactivos
- Combustión: Reacción química en la que un elemento (combustible) se combina con otro (comburente), desprendiendo calor
- Oxidación: Reacción química donde un metal o un no metal ceden electrones
- Reducción: Proceso electroquímico por el cual un átomo o ión gana electrones
DENSIDAD: Relación entre la masa y el volumen de una sustancia, o entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón.
DUREZA: Grado de resistencia que opone un mineral a ser rayado por otro
TENACIDAD: Es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.
DUCTILIDAD: Propiedad que presentan algunos materiales, como lasaleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.
MALEABILIDAD: Propiedad de un material duro de adquirir una deformación sin romperse que permite la obtención de delgadas láminas.
PUNTO DE EBULLICIÓN: Es la temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso.
PUNTO DE FUSIÓN: Propiedad intensiva. El punto de fusión (o, raramente, punto de licuefacción) es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante.
ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA: Los estados más estudiados en la tierra son: Sólido, líquido y gaseoso. No obstante el estado de agregación más común en el universo es el plasma, material del que están compuestas las estrellas. Por lo tanto, el plasma es el cuarto estado de agregación de la materia.
Una misma materia puede encontrarse en los tres estados. Por ejemplo el agua, que normalmente es líquida, si la enfriamos se convierte en sólido (hielo) y si la calentamos pasa al estado gaseoso (vapor). Esto lo explica el modelo cinético molecular, el cual dice que las partículas de las que está formada la materia, llamadas moléculas, están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas llamadas fuerzas de cohesión. Cuando aumenta la temperatura las moléculas se mueven más rápido.
El modelo cinético molecular se basa en dos postulados fundamentales:
1. La materia es discontinua: Esta formada por un gran número de partículas separadas entre sí.
2. Las partículas se encuentran en constante movimiento: Debido a dos clases de fuerzas, las de cohesión y las de repulsión
FUERZAS DE COHESIÓN: Tienden a mantener unidas las partículas entre sí
FUERZAS DE REPULSIÓN: Tienden a dispersar las partículas y alejarlas unas de otras
Según el predominio de estas fuerzas, es el estado de agregación de la materia:
a) Sólido: Se presenta como cuerpos de forma definida, sus átomos se entrelazan formando estructuras estrechas, lo que les confiere capacidad para soportar fuerzas sin deformación aparente. Las fuerzas de cohesión de las moléculas son mayores que las fuerzas de repulsión. Sus propiedades son:
Cohesión elevada: La fuerza de atracción entre las moléculas es muy alta.
Son incompresibles: No pueden disminuir su volumen al someterlos a una presión o compresión.
Tienen forma definida y memoria de forma: Es la capacidad de recordar la forma y tamaño original y recuperarla reversiblemente frente a un estímulo externo.
Resisten la fragmentación:Fragmentar o disminuir su tamaño.
Fluidez muy baja o nula: No tienen la habilidad de pasar por un orificio cualquiera.
b) Líquido: Lasfuerzasde cohesión son aproximadamente iguales que las de repulsión. Las partículas se desplazan con cierta libertad sin alejarse unas de otras, es por esto que tienen volumen constante. No tienen una forma propia, por lo que adquieren la forma del recipiente que los contiene.
Cohesión menor
No posee memoria de forma
Posee fluidez a través de pequeños orificios
Son poco compresibles
c) Gaseoso: Las fuerzas de cohesión son mayores que las de repulsión, por lo que sus moléculas se encuentran separadas entre sí. Las moléculas se mueven con total libertad y están muy alejadas unas de otras. Por esto los gases tiene forma variable y tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene.
Fuerza de cohesión casi nula
No tienen forma definida
Su volumen es variable
d) Plasma: Es un gas ionizado, es decir los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. El plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga eléctrica negativa porque ha ganado electrones y con carga positiva porque ha perdido electrones respectivamente), separado entre sí y libres por eso es un excelente conductor. Un claro ejemplo es el sol. Cuanto más caliente esta un gas, mas rápido se mueven sus moléculas y átomos y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos son suficientemente violentas para liberar los electrones, por lo que se ionizan. En la atmósfera solar los átomos están permanentemente ionizados, por lo que el gas se comporta como un plasma.
En los gases fríos los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influenciados por los campos magnéticos. En las lámparas fluorescentes ocurre algo igual, se aceleran las partículas para que colisionen con los átomos y se desprendan de sus electrones, estas colisiones hacen que los átomos también emitan luz y esta forma de luz es más eficiente. Ejemplos de plasma en la naturaleza son el fuego, los rayos de una tormenta y las auroras boreales.
Fuerzas de cohesión nulas
No tiene forma ni volumen definido
Bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles
CAMBIOS DE ESTADO: Se le llama así a la evolución entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición.
ü FUSIÓN: Es el paso de un estado sólido a líquido por medio del calor
ü SOLIDIFICACIÓN: Paso de un estado líquido a sólido por medio del enfriamiento
ü VAPORIZACIÓN:Proceso físico en el que un líquido pasa al estado gaseoso.
ü CONDENSACIÓN: Es el paso del estado gaseoso al líquido
ü SUBLIMACIÓN: Es el cambio de estado sólido al gaseoso sin pasar por líquido
ü SUBLIMACIÓN INVERSA O CRISTALIZACIÓN: Es el paso de gas a sólido
ü DESIONIZACIÓN: Es el cambio de un plasma a gas
ü IONIZACION: Es el cambio de gas a plasma
ü LICUEFACCIÓN: Es el paso del estado gaseoso al liquido
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