4. Estructura de la materia


Corresponde a la sesión de GA 7.4 PARTÍCULA + PARTÍCULA = TODO

Una roca, el agua y el oxígeno que respiramos son materia; sin embargo, existen diferencias, pues son, respectivamente, un cuerpo, una sustancia y un elemento. A continuación se explican brevemente las características de estos tipos de materia.

Cuerpo es toda porción definida de materia, ya que tiene una forma y un tamaño determinados; además, ocupa un lugar en el espacio y presenta ciertas características, entre ellas el peso y el color. Ejemplos: un vaso, una piedra, un árbol, etcétera.

Existen cuerpos homogéneos cuyos componentes son uniformes, como en el caso de un utensilio de plástico; otros cuerpos son heterogéneos porque las partes que lo constituyen son diferentes y se pueden identificar fácilmente, por ejemplo: una roca.

Sustancia es la materia que presenta características físicas y químicas bien definidas, que la hacen diferente de otras sustancias. Ejemplos de sustancias son las mezclas como el agua azucarada y el cemento; los compuestos como el agua, el cloruro de sodio (sal) y el alcohol; y los elementos.

Algunos tipos de materia están formados por sustancias, y por tener una forma y un tamaño definidos, se clasifican como cuerpos, por ejemplo, una cuchara de acero y un objeto de madera. Ahora bien, muchas sustancias no se consideran como cuerpos, ya que carecen, entre otras características, de tamaño y forma definidos, este es el caso de los gases y los líquidos.

Elemento es la materia con determinadas propiedades que está formada por partículas pequeñísimas llamadas átomos, los cuales son de un solo tipo. Los elementos no pueden fraccionarse en partes más sencillas por métodos químicos, porque pierden las características que los identifican como tales.

Se conocen 108 elementos, cuyos nombres, en latín o en griego, se representan mediante un símbolo que consta de una o dos letras, con inicial mayúscula. Los nombres y símbolos de algunos de ellos son Carbono (C), Nitrógeno (N), Hidrógeno (H), Calcio (Ca), Cloro (Cl), Aluminio (Al), Arsénico (As), Fósforo (P), Oro (Au), Cobre (Cu), etcétera.

Tanto cuerpos como sustancias están constituidos por elementos, y éstos, a su vez, están formados por moléculas.

Molécula es la parte más pequeña de la materia que conserva las propiedades originales de la sustancia que constituye. Está formada por grupos de átomos que se mantienen unidos.

Por ejemplo, el agua está integrada por moléculas; si el líquido se dividiera en porciones más pequeñas, se tendría, en cada una de estas partes, menor cantidad de moléculas, pero seguiría siendo agua; sin embargo, si lo que se divide son sus componentes, dejaría de ser agua y ya no tendría sus características originales.

Algunas moléculas están formadas por diversos elementos: las moléculas del azúcar presentan átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno; en cambio, otras están constituidas por átomos del mismo elemento, como sucede con las moléculas del oxígeno.

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El acomodo y organización de las moléculas determinan los diferentes estados de agregación. En los gases, las moléculas tienen un movimiento constante y se encuentran muy alejadas unas de otras. En los líquidos se les encuentra en movimiento y no están fuertemente unidas. En los sólidos casi no se pueden mover, solamente vibran, ya que están unidas fuertemente, formando cristales.

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El átomo es una partícula pequeñísima que constituye la base de la materia. La idea de átomo como partícula muy pequeña e indivisible, fue concebida por los griegos Leucipo y Demócrito, varios siglos antes de nuestra era. Es hasta principios del siglo XIX que el inglés John Dalton, basado en las afirmaciones de los griegos, formuló su teoría atómica.

En términos generales, la teoría atómica señala que los elementos están constituidos por átomos, y que son iguales entre sí los de un elemento dado y son diferentes de los de otros; también afirma que los átomos de diferentes elementos se pueden combinar y formar compuestos con nuevas características; asimismo explica que son indivisibles, es decir, que no se dividen en una reacción química, sino que solamente cambian la forma en que se agrupan.

Actualmente, la teoría atómica enunciada por Dalton sigue siendo importante, y se sabe además que los átomos están formados por un núcleo y niveles de energía, en donde se localizan otras partículas más pequeñas: los protones, de carga positiva; los neutrones, sin carga; y los electrones, de carga negativa.

Los protones y los neutrones forman el núcleo, por lo cual éste es positivo; en cambio, los electrones se encuentran en los niveles de energía que rodean al núcleo, y constituyen la zona negativa del átomo.

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El conocimiento sobre la estructura de la materia se ha enriquecido en nuestro siglo y aún se siguen haciendo investigaciones; algunas de ellas, como en la medicina nuclear, se aplican en beneficio de la humanidad.


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