Características de la materia. Magnitudes fundamentales y derivadas.

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1.2.2 Propiedades: generales, particulares y específicas.

Propiedades físicas de la materia.

Una propiedad física de la materia es una característica que se puede observar o medir sin cambiar la composición de la muestra. Las propiedades físicas también describen sustancias puras. Debido a que las sustancias tienen composiciones uniformes y constantes también tienen propiedades físicas constantes. Densidad, olor, color, sabor, dureza, punto de fusión y punto de ebullición son propiedades físicas comunes.

Las propiedades físicas pueden clasificarse en dos tipos:

- Propiedades extensivas o generales: Son las que dependen de la cantidad de sustancia presente. Por ejemplo, la masa, que depende de la cantidad de sustancia que haya, es una propiedad extensiva. La longitud y el volumen también son propiedades extensivas.

- Propiedades intensivas o específicas: Son las que no dependen de la cantidad de sustancia presente. Por ejemplo, la densidad (a temperatura y presión constantes) es la misma, sin importar la cantidad de materia presente

Propiedades químicas de la materia.

Algunas propiedades de una sustancia no son obvias, a menos que su composición haya cambiado como resultado de su contacto con otras sustancias o la aplicación de energía térmica o eléctrica. La capacidad de una sustancia para combinarse o cambiar en una o más sustancias se conoce como propiedad química. De manera similar, la incapacidad de una sustancia para transformarse también es una propiedad química.

Todas las sustancias tienen su propio conjunto particular de propiedades químicas y físicas.

Las observaciones de las propiedades pueden variar, dependiendo de las condiciones del ambiente; por eso resulta importante establecer las condiciones específicas del ambiente donde se hacen las observaciones, debido a que las propiedades químicas y físicas dependen de la temperatura y la presión.

1.2.3 Estados físicos: sus propiedades. Los cambios de estado a cierta P y T.

Existen 3 estados de la materia. Toda la materia que existe en la tierra se puede clasificar en uno de estos 3 estados. Los científicos reconocen un cuarto estado de la materia llamado plasma, pero que no se encuentra en la naturaleza sino en cuerpos en combustión a muy altas temperaturas.

- Solidos: Un sólido es un estado de la materia que tiene forma y volumen definidos. Las partículas de la materia de un sólido están estrechamente unidas; cuando se calientan, un sólido se dilata pero solo levemente.

- Líquidos: Un líquido es un estado de materia que fluye, tiene un volumen constante y toma la forma de su recipiente. Las partículas de un líquido no están ubicadas rígidamente en su lugar y están menos estrechamente empaquetadas que las partículas de un sólido.

- Gases: Un gas es un estado de la materia que fluye para ajustarse a la forma de su recipiente, del que llena el volumen completo. En comparación con los sólidos y los líquidos, las partículas de los gases están muy separada. Debido a la significativa cantidad de espacio entre sus partículas, los gases son fácilmente comprensibles.

Cambios físicos.

Un cambio físico es en el que se altera una sustancia sin modificar su composición. Cortar una hoja de papel y romper un cristal son ejemplos de cambios físicos de la materia.

El estado de la materia depende de la temperatura y la presión de los alrededores. Cuando la temperatura y la presión cambian, la mayoría de las sustancias experimentan un cambio de estado(o fase) a otro. La temperatura y la presión a las cuales una sustancia sufre un cambio de fase son propiedades físicas importantes. Estas propiedades se identifican como los puntos de ebullición y fusión de la sustancia.

Cambios químicos.

Un proceso que involucra una o más sustancias que cambian para convertirse en nuevas sustancias se denomina cambio químico, que comúnmente se conoce como reacción química. Las nuevas sustancias que se forman en la reacción tienen composición y propiedades distintas de las de las sustancias presentes antes de que ocurriera la reacción. Por ejemplo, el apisonado de las uvas, que es parte del proceso de elaboración del vino, es un cambio físico, pero la fermentación del jugo, los azucares y otros ingredientes del vino es un cambio químico.

1.2.4 Diagrama de fase: del agua y de los alotropos.

Existen dos variables que se combinan para controlar la fase de una sustancia: temperatura y presión.

Un diagrama de fase es una gráfica de presión versus temperatura, que muestra en qué fase existe una sustancia bajo diferentes condiciones de temperatura y presión.

El diagrama de fase para cada sustancia es diferente debido a que sus puntos normales de ebullición y fusión son distintos. Sin embargo, cada diagrama suministrara el mismo tipo de datos para las fases. De hecho, el espectro de temperaturas elegido variara para reflejar las propiedades físicas de la sustancia.

Alotropos.

Un mismo elemento puede presentarse de diversas formas en la naturaleza, y no nos referimos precisamente a que pueda encontrársele gaseoso, liquido o sólido. Por ejemplo, el diamante y el grafito. Aunque el diamante y el grafito contienen solamente átomos de carbono, presentan propiedades diferentes. El grafito es uno de los materiales conocidos más suaves; el diamante es uno de los más duros. Estas formas diferentes del mismo elemento son ejemplos de alotropos. Los alotropos son formas de un elemento en el mismo estado físico: solido, líquido o gas, que tienen estructuras y propiedades diferentes. Debido a que el diamante y el grafito son sólidos formados de carbón, son alotropos. Así es la forma del carbono del carbón de piedra.

Comparar los diagramas de los formatos ayuda a explicar por qué el grafito y el diamante tienen propiedades tan diferentes.

Recientemente se han encontrado otras dos formas alotrópicas del carbón, no tan conocidas como las anteriores: carbón VI y fullerenos. El primero está constituido por una larga cadena de átomos de carbono en los que se alternan triples enlaces, y se le ha encontrado en meteoritos y en depósitos terrestres de grafito. Por su parte, los fullerenos han sido la novedad científica