Propiedades específicas de la materia

La materia se define como la agregación de partículas elementales o átomos que, en esencia, constituyen núcleos de energía. Esta visión de la materia se explica a partir de la física cuántica, aceptando su dualidad onda-partícula. Sin embargo, otra definición de materia aceptada se refiere a todo aquello que ocupa un espacio y queda sujeto a las leyes naturales.

Las reflexiones sobre la materia, ya presentes en la antigua Grecia, se fijaban en su manifestación física, en la interpretación filosófica y científica de un elemento observable. Después, los científicos del siglo XIX visualizaban el mundo como una maquinaria compuesta por unidades de materia que poseían unas propiedades específicas. Siguiendo el modelo newtoniano, veían el ser humano como una máquina biológica compleja y estudiaban la especie desde un punto de vista material.

Sin embargo, lo que Hipócrates llamaba Vis Natura Medicatrix no se podía definir con una visión tan superficial. En este punto, la energía vital que impulsa la dinámica de la materia quedó preservada en la ecuación de Albert Einstein.

E= m x c²

(Energía = masa x velocidad de la luz al cuadrado)

A partir de aquí, se considera la relación entre materia y energía como dos partes de la misma realidad. Por tanto, la definición de materia del primer párrafo, sin ser infalible, es bastante acertada.

Las propiedades físicas de la materia miden el comportamiento de una sustancia frente a un agente mecánico que no implica un cambio químico.

Ductilidad

También conocido como plasticidad, se refiere a la capacidad de una sustancia para deformarse sin romperse. No debe confundirse con la elasticidad, pues los materiales dúctiles no recuperan su forma original después de cesar los esfuerzos como sí lo hacen los materiales elásticos.

Maleabilidad

La maleabilidad va aparejada con muchos materiales dúctiles y a veces, pueden confundirse. Una forma sencilla de diferenciar estas propiedades específicas físicas es considerar que los materiales maleables no forman hilos al estirarse. En la industria, la maleabilidad se define como la capacidad de laminar el material en espesores inferiores al milímetro.

Tenacidad

La tenacidad contempla la resistencia del material a los golpes. Su rotura solo se producirá al superar la energía de deformación que la sustancia pueda acumular sin partirse. A este respecto, el acero es una aleación altamente tenaz. Lo contrario de un material tenaz, sería un material frágil como la porcelana.

Dureza

Esta propiedad física se centra en la resistencia de un material a ser rayado o penetrado por otros. La dureza se mide aplicando una fuerza sobre la superficie de un material y midiendo la huella que deja. Tal como se determina mediante la escala de Mohs y la escala de Vickers.

Densidad

Esta propiedad específica contempla la cantidad de masa en la unidad de volumen. Por tanto, el estado de agregación de la misma sustancia puede variar su densidad. Esto ocurre durante la sublimación de un sólido, donde la misma sustancia, sin variar su composición química, puede cambiar su densidad.

Viscosidad

La resistencia que posee la sustancia a fluir se denomina viscosidad y es una de las propiedades específicas físicas más importantes del magma. Está íntimamente relacionada con la composición, por lo que la cristalización fraccionada del material fundido puede variar su viscosidad. De esta manera, los magmas félsicos serán más viscosos que aquellos con composición basáltica debido al grado de polimerización, que se mide por la cantidad de sílice.

Límites térmicos y cambios de estado

Los cambios de estado se refieren al estado de agregación de las partículas que conforman la sustancia. Por tanto, sin variar su composición química, la materia puede cambiar su estado al alcanzar una temperatura determinada. Esto se debe a que todo cambio, ya sea químico o físico, requiere de una energía de activación. En el caso de los cambios de estado, se establece a partir de la temperatura.

No obstante, cada compuesto tendrá límites térmicos específicos dependiendo de las condiciones ambientales. De esta manera, el punto de ebullición del agua en la superficie es de 100ºC, mientras que en un avión a 6km de altura el límite térmico descenderá hasta los 80 ºC debido a la presión atmosférica. Lo mismo ocurre con los puntos de fusión de minerales y rocas.

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Las propiedades específicas químicas se establecen a partir de cambios entendidos gracias a las reacciones químicas. En otras palabras, serían todas aquellas propiedades específicas dependientes de la composición.

Coeficiente pH

Los valores de pH indican el carácter alcalino o ácido de la sustancia. Su obtención consiste en la medición de la concentración del ion hidrógeno en el material con valores numéricos del 0 al 14. Se vincula el término de pH neutro al valor intermedio de la escala, siendo ácidos los compuestos con un pH7. En ámbitos como la edafología, los valores de pH afectan a la solubilidad y por tanto a la disponibilidad de ciertos nutrientes. En consecuencia, el pH es uno de los factores determinantes en la fertilidad del suelo.

Toxicidad

Capacidad de provocar efectos adversos al entrar en contacto con otro material. La existencia de radicales libres en la estructura del compuesto tóxico le da un carácter altamente reactivo. Su toxicidad dependerá de la cantidad y de la capacidad metabólica del sujeto. De esta manera, la teobromina presente en el cacao y el té no es tóxica para los humanos, pero sí para los perros, ya que su metabolismo no está preparado para procesar y eliminar el compuesto.

Estabilidad química

Esta es una propiedad específica química propia de los materiales inertes. Estos materiales se caracterizan por tener una estructura muy estable con una configuración electrónica parecida a la de los gases nobles. Su capa externa de electrones es muy estable, por lo que no tiene afinidad por ganar o perder electrones. En consecuencia, el oro es muy poco reactivo y resistente a la corrosión o la oxidación.

Conductividad eléctrica

Esta propiedad química mide la capacidad de una sustancia para permitir el paso de una corriente eléctrica. De esta manera, la sal común es un electrolito, es decir un conductor iónico que facilita el paso de la corriente en una disolución.

Corrosividad

Se entiende como el desgaste de un material, normalmente metálico, donde las reacciones químicas lo destruyen parcial o totalmente. Los procesos de corrosión se dan con mayor facilidad en ambientes húmedos y/o cálidos y ante sustancias con una elevada salinidad.

Inflamabilidad

De gran importancia en la industria de los hidrocarburos, es determinante para el correcto funcionamiento de los motores de combustión. Esta propiedad química permite que la sustancia prenda al alcanzar el punto de ignición debido a una oxidación espontánea. La acetona y el benceno son ejemplos de materias químicas inflamables.

Radiactividad

Es la capacidad de los núcleos atómicos de un compuesto para emitir partículas de forma espontánea. Hablamos pues de un proceso nuclear en el que el material libera partículas para alcanzar un nivel energético más estable. Aunque todos los materiales son radiactivos, solo unos pocos son perjudiciales porque sobrepasan un determinado umbral y/o tiempo de exposición.

Oxidación

Ocurre cuando la materia entra en contacto con un agente oxidante. Entonces se produce una reacción electroquímica que da como resultado un óxido o una sal, aunque puede llevar otras fases asociadas. La herrumbre de los metales o la coloración de la fruta expuesta son ejemplos de reacciones de oxidación.

Energía de ionización

Es la energía mínima necesaria para que un electrón pueda escapar de la influencia del núcleo atómico. Por tanto, constituye el requisito mínimo para poner en marcha las reacciones químicas. Dependiendo del orbital de cada electrón se necesitará una energía de ionización distinta.

Aquí puedes conocer algunos Ejemplos de cambios químicos de la materia.

Es importante resaltar que la materia responde a una naturaleza compleja donde las propiedades específicas, tanto físicas como químicas, mantienen una estrecha relación. Su clasificación simplifica la realidad y obliga a considerarlas por separado.

Sin embargo, las propiedades específicas de la materia comparten un origen común, igual que sucedía con los cambios físicos y químicos. Por tanto, es importante considerar la posibilidad de que algunas propiedades específicas puedan migrar en la clasificación.

Si quieres saber más sobre cuál es la Diferencia entre cambio físico y químico visita este artículo.

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