La materia

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La materia
Por materia se entienden diversos conceptos, esencialmente uno físico y uno filosófico. Según el físico, la materia es todo aquello que ocupa un lugar en el universo, posee una cantidad determinada de energía y está sujeto a interacciones con instrumentos de medición y cambios en el tiempo. Filosóficamente hablando, la materia es cada uno de los elementos constituyentes de la realidad objetiva, que pueden ser percibidos de la misma manera por sujetos diversos.
Generalmente, se emplea el término “materia” como sinónimo de sustancia, de aquello de lo que están hechas todas las cosas. Sin embargo, este concepto fue evolucionando ya que muchas de las leyes del universo descubiertas por la física retan nuestro mismo entendimiento, y consideran que la materia también puede ser un fenómeno perceptible que se transmite en el espacio-tiempo.
Tipos de materia
A grandes rasgos, podemos enumerar los principales tipos de materia de la siguiente manera:
· Materia viviente. Compone el cuerpo de los seres vivos.
· Materia inanimada. Compone los objetos inertes, sin vida.
· Materia orgánica. Constituida principalmente por átomos de carbono e hidrógeno, vinculada con la vida
· Materia inorgánica. No es orgánica, es decir, está en estado libre en la naturaleza y no necesariamente tiene que ver con los seres vivientes.
· Materia simple. Compuesta por uno o pocos tipos de átomos.
· Materia compuesta. Posee numerosos elementos de diverso tipo en su composición y alcanza mayores niveles de complejidad.
Composición de la materia
Toda la materia, hasta donde sabemos, está compuesta por partículas invisibles, que constituyen la materia elemental de los 118 elementos químicos conocidos en la tabla periódica.
Estas partículas se llaman átomos y son distintos entre sí dependiendo de a qué elemento pertenezcan, pero no en su forma o constitución sino en la cantidad o distribución de partículas subatómicas: electrones (carga negativa), protones (carga positiva) y neutrones (carga neutra).
De esta manera, un átomo de hidrógeno es idéntico a cualquier otro átomo de hidrógeno en la galaxia y todos se componen de un protón y un electrón. En eso se diferencian de un átomo de oxígeno, que se compone de ocho protones y ocho electrones.
Propiedades de la materia
La materia presenta propiedades de diversa naturaleza que pueden organizarse según su perspectiva:
Propiedades físicas. Dependen de la sustancia y se manifiestan en su apariencia, su olor y sabor, su textura, su peso, su resistencia, etc.
Propiedades químicas. Dependen de la configuración atómica de la sustancia y se ponen de manifiesto en su reacción con otras sustancias o compuestos, o ante diversas formas de energía como la electricidad o el magnetismo.
Propiedades físico-químicas. Se trata de una perspectiva que reconcilia las dos anteriores.
Propiedades generales. Son las propiedades compartidas por toda la materia, como el peso o la masa.
Propiedades específicas. Son las propiedades únicas de cada tipo de materia, como el punto de ebullición o la densidad.
Principales características de la materia
Las principales características de la materia son:
Masa. La masa de las cosas es la sumatoria de la cantidad total de materia que hay en ellas. Esto es, cuántos elementos hay contenidos en un mismo cuerpo. También se puede ver como la resistencia que opone un cuerpo al cambio de su movimiento. Se mide en kilogramos de acuerdo al Sistema Internacional de Unidades (SI).
Peso. Es la medida en que actúa la fuerza de gravedad sobre un cuerpo u otro, medida en Newtons (N) de acuerdo al SI. Suele confundirse con la masa, pero es algo distinto.
Volumen. Es la relación del espacio definida en tres dimensiones (largo, ancho y altura) que ocupa un cuerpo determinado, medido en metros cúbicos (m3) según el SI.
Densidad. Indica qué tan juntas están las partículas de un cuerpo o una sustancia, calculada como la relación entre su masa y su volumen. Se expresa, por ende, en kilogramos por metro cúbico (kg/m3).
Temperatura. Es la medida del calor percibida en un cuerpo determinado, ya que la energía calórica se transmite de los cuerpos más cálidos a los más fríos. Para ello se emplean distintas escalas de temperatura: la Celsius (°C), la Kelvin (°K) o la Fahrenheit (°F).
Características de la materia sólida
La materia sólida tiene sus partículas muy próximas y fijas en relaciones estables de atracción, que les confieren una forma definida, resistencia a la deformación e imposibilidad de fluir. Los sólidos presentan además las siguientes propiedades exclusivas:
Dureza. Se refiere a su resistencia a la penetración por parte de otro sólido. Los objetos duros no pueden cortarse con facilidad, como sí los blandos.
Maleabilidad. Se refiere a los materiales que pueden ser deformados por compresión, sin romperse o dividirse en partes más chicas. Los materiales maleables son buenos para formar láminas.
Ductilidad. Se refiere a la posibilidad de formar hilos de la materia cuando se la somete a fuerzas de tracción.
Punto de fusión. Se refiere a la temperatura a la que un sólido deja de serlo y se vuelve líquido.
Características de la materia líquida
La materia líquida fluye más o menos fácilmente, ya que sus partículas se mueven rápidamente y se atraen con menor fuerza que en los sólidos, lo que les permite mantenerse juntas y tener un mismo volumen propio, pero no una forma propia determinada (sino la de su recipiente). Además, tienen las siguientes características:
Compresibilidad. Es la capacidad de la materia para comprimirse o no, es decir, si sus átomos pueden obligarse a estar más próximos los unos a los otros. Está presente en los líquidos y en mayor medida en los gases, pues los sólidos son incompresibles.
Viscosidad. Dependiendo de qué tanta resistencia ofrezcan sus partículas a fluir, el líquido fluirá más o menos fácilmente. A mayor viscosidad (como el asbesto), menor fluidez.
Punto de congelación. Es la temperatura a la cual un líquido pasa a ser un sólido debido a la disminución de energía calórica del líquido.
Punto de ebullición. Es la temperatura a la cual un líquido pasa a ser un gas, cuando la presión de vapor del líquido se iguala a la presión que rodea al líquido.
Características de la materia gaseosa
Los gases son la presentación más dispersa, menos cohesionada y más volátil de la materia. No tienen forma ni volumen determinados, sino que tienden a ocupar todo el espacio disponible. Son fluidos y los afecta menos la gravedad. Tienen las siguientes propiedades:
Compresibilidad. Son mucho más compresibles que los líquidos.
Presión. Ejercen fuerza sobre todo lo que los contiene, por lo que “empujan” y presionan todo a su alrededor.
Licuefacción. Aplicando grandes cantidades de presión, puede forzarse un gas a volverse líquido.
Condensación. Similarmente, retirando energía calórica, se puede transformar un gas en líquido.
Características de la materia plasmática
El plasma es uno de los menos conocidos estados de agregación de la materia, aunque es el más abundante en el universo. Se trata de un fluido semejante al gaseoso, pero cuyas partículas se encuentran cargadas eléctricamente. Como los gases, no tiene forma ni volumen definido. Un perfecto ejemplo de este estado es el fuego.
Niveles de organización de la materia
Según la biología, la materia se organiza en diversos niveles o planos de complejidad, que son:
Nivel subatómico. Las partículas que componen al átomo: electrones, protones, neutrones.
Nivel atómico. Los diversos átomos de los distintos elementos químicos.
Nivel molecular. Los átomos enlazados forman estructuras químicas mayores de diversa complejidad.
Nivel celular. La célula como unidad mínima de la materia viviente, sobre todo como organismos unicelulares. El paso entre el nivel anterior y este es todavía objeto de especulación científica.
Nivel de tejido. Las células se organizan en tejidos que alcanzan mayores niveles de organización y especialización en seres pluricelulares.
Nivel de órgano. Los tejidos constituyen órganos en el cuerpo cada vez más complejode los seres pluricelulares.
Nivel de sistema. Los órganos operan de manera conjunta y recíproca en el cuerpo, y forman sistemas de órganos vitales.
Nivel de organismo. El conjunto de sistemas de órganos y procesos producen un individuo vivo.
Nivel de población. Los organismos vivos se juntan para protegerse y reproducirse, formando poblaciones.
Nivel de ecosistema. Las diversas poblaciones que comparten un mismo hábitat ejercen relaciones recíprocas entre ellas y con el medio en que viven conformando un ecosistema.
Nivel de bioma. Diversos ecosistemas comparten una misma región geográfica, sujetos a las mismas fuerzas naturales, forman un bioma.
Nivel de biósfera. La totalidad de los biomas del planeta conforman la perspectiva total de la vida en la Tierra.
La anti-materia
La antimateria es un concepto de la química cuántica: materia compuesta por antipartículas, contrapuesta a la materia ordinaria, que está compuesta por partículas.
Las partículas pueden aniquilarse cuando interactúan con las antipartículas, liberando fotones o rayos gamma. Se trata de una forma de materia poco frecuente en el universo, que habría tenido su origen en el Big Bang. Por ejemplo, el electrón tiene carga negativa y su antipartícula, el positrón, tiene carga positiva.