¿Qué es materia? Propiedades y tipos

¿Que es materia?

La materia es todo aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio, el cual se puede observar y medir, el cual posee determinada cantidad de energía, está sujeto a los cambios del tiempo y susceptible al uso de objetos de medición.

La materia está compuesta de átomos y moléculas, y estás a su vez están compuestas de protones, neutrones y electrones.

La materia puede tener una composición y propiedades complejas, por lo tanto, se le puede dar una clasificación y definir conceptos como sustancia química y mezclas, fenómeno alotrópico, entre otros.

¿La materia siempre posee masa y volumen? No necesariamente. Según Einstein, con la teoría de la relatividad, la energía puede ser una manifestación diferente de la materia en forma dispersa. La masa y la energía pueden tener una equivalencia.

¿Cuál es la composición de la materia?

La materia tiene que estar compuesta por átomos de uno o varios elementos de los 118 conocidos hasta el momento de la tabla periódica de los elementos.
La materia que está constituida por estos átomos, a la vez, está constituida de partículas subatómicas como lo son los electrones, protones y neutrones.

Propiedades de la materia

Las propiedades de la materia pueden ser de dos tipos: propiedades físicas y propiedades químicas.

Propiedades físicas:

• Masa: Indica cantidad de materia.
• Volumen: Indica espacio ocupado por la materia.
• Inercia: Capacidad de la materia para mantenerse en reposo o movimiento.
• Compresibilidad: Capacidad de la materia para reducir su volumen al ser sometida a la presión sin alterar sus propiedades.
• Elasticidad: Recupera su estado original después de ser sometida a compresión.
• Divisibilidad: Propiedad que permite ser dividida en nuevas partes.
• Densidad: relación entre la masa y el volumen de una sustancia.
• Estado físico: sólido, líquido, gaseoso.
• Peso específico: relación entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen específico de agua.
• Punto de fusión: temperatura a la cual una sustancia pasa de sólido a líquido.
• Punto de ebullición: temperatura a la cual una sustancia pasa de líquido a gaseoso.
• Solubilidad: cantidad de una sustancia que se disuelve en una cantidad determinada de líquido.
• Conductividad térmica: capacidad de una sustancia para transmitir calor.
• Conductividad eléctrica: capacidad de una sustancia para conducir electricidad.

Propiedades químicas:

• Reactividad: facilidad con la que una sustancia reacciona con otras sustancias.
• Estabilidad química: Capacidad que tiene la materia para reaccionar al contacto con agua u oxígeno.
• Calor de combustión: Es la energía que libera la materia al someterse a combustión.
• Acidez: medida de la cantidad de iones H+ en una solución.
• Alcalinidad: medida de la cantidad de iones OH- en una solución.
• Oxidabilidad: medida de la facilidad con la que una sustancia se oxida.
• Toxicidad: medida de la capacidad de una sustancia para causar daño a los seres vivos.
• Radioactividad: medida de la cantidad de radiación emitida por una sustancia.
• pH: medida de la acidez o alcalinidad de una solución.

Es importante notar que algunas propiedades son intrínsecas a una sustancia, mientras que otras son dependientes del estado físico de la materia.

Tipos de materia

Existen varios tipos de materia, según de donde provengan.

• Materia viviente: Parte de los seres vivos.
• Materia inanimada: Toda materia inerte o sin vida.
• Materia orgánica: Toda materia compuesta por carbono e hidrogeno, está relacionada con la química orgánica.
• Materia inorgánica: Materia que no es orgánica ni con los seres vivos.
• Materia simple: Está compuesta por uno o pocos elementos químicos.
• Materia compuesta: Compuesta por numerosos elementos químicos y posee mayor complejidad.

Materia normal o bariónica

Este se puede descomponer en partículas tan pequeñas como las llamadas subatómicas o leptones (uno de ellos es el electrón) y quarks (componentes de los protones y neutrones). De esta manera se forman todos los átomos y moléculas del universo, de todo material inerte o ser vivo.

Esta puede interactuar electromagnéticamente y gravitacionalmente con otra similar, también con radiación. Se puede decir que la materia puede ser luminosa, pero no necesariamente puede brillar, si no, porque puede emitir algún tipo de radiación como la infrarroja.

¿Existe algún tipo de materia diferente?

En el universo posiblemente existe materia que no es considerado como bariónica, la cual solo se ha podido detectar indirectamente, es decir, ningún ser humano ha sido capaz de observar este tipo de materia, que solo se ha detectado mediante ciertas lecturas instrumentales y cálculos.

La antimateria

Es aún objeto de estudio, pero la antimateria es como una manifestación reversa o especular de la normal.

Se menciona regularmente que el contacto de la materia con la antimateria ocasiona una aniquilación de las mismas para dar paso a energía pura. Que sería, teóricamente, la fuente más grande de energía imaginada hasta el momento.

Esto se explica porque la antimateria está conformada por antipartículas con una misma masa, pero rotación y carga opuesta a sus partículas de la materia normal. El contacto entre estas dos diferentes partículas ocasionaría energía pura en forma de rayos gamma.

Posiblemente, en un futuro algo lejano, podamos dominar esta fuente de energía y lograr aprovecharla de manera segura.

Materia oscura

La materia oscura aún tiene muchos misterios, pero conocemos que es un material no luminoso, sin interacción electromagnética (no emite ni refleja luz). Su naturaleza es desconocida hasta ahora, pero se conoce su efecto sobre la materia o las grandes masas como son las galaxias.

Su presencia puede ser detectada por su efecto gravitacional sobre la materia normal. Así, su presencia puede condicionar el movimiento de las estrellas.

Se conocen tres posibilidades o teorías sobre su naturaleza:

1. Materia oscura fría: Puede existir una partícula masiva de interacción débil, sin embargo, no se puede imaginar como pudo originarse en el universo. Estas partículas nunca han podido ser detectadas. También se especula sobre objetos de halo compacto masivos, que pueden explicar los fenómenos medidos de la materia oscura. Estos objetos pueden ser agujeros negros, estrellas de neutrones viejos o planetas sin radiación o con muy poca. Existen problemas para aceptarla, necesita una gran cantidad de esta, distribuidos uniformemente por el universo.
2. Materia oscura cálida: Menciona que la materia oscura puede estar compuesta de neutrinos estériles, partículas más masivas y que no interactúan a través de la fuerza débil. También se menciona a una partícula teórica como el gravitino, que aún se conserva solo como una posible explicación.
3. Materia oscura caliente: A estas partículas se le llaman neutrinos. Estas no se agrupan como se cree que lo hace la materia oscura. Dado que el neutrino casi no tiene masa, requiere de una cantidad muy grande para que logre explicar la presencia de la materia oscura. Se especula que puede existir un tipo de neutrino aún desconocido (se clasifica por sabores, entonces se mencionaría como otro sabor de neutrino desconocido). Esta partícula desconocida podría tener una velocidad muy lenta. Como las anteriores, es por el momento una mera especulación científica.

¿Por qué se relacionan la materia con la energía?

No fue hasta que, en las primeras décadas del siglo XX, se lograra explicar la relación entre la materia, la energía y la radiación. Gracias a Albert Einstein y su teoría de la relatividad, donde se manifiesta que la materia y la energía son equivalentes. Esta famosa ecuación explica la mencionada relación. Cuando suficiente radiación o luz colisiona con fotones de energía muy alta, se puede crear masa.

Hoy existen científicos estudiando este fenómeno en colisionadores de partículas, donde se busca nuevos conocimientos sobre la materia y sus partículas que lo conforman.

Así, la energía no es materia exactamente, porque no posee masa y no ocupa volumen tal como lo conocemos, pero está conectada a la misma. Podemos decir que de la radiación se puede generar materia y de la materia, podemos producir radiación.

Video: ¿Qué es la materia?

Referencias

• Thoughtco (2020). Understanding the Stuff of the Universe. Recuperado el 25 de enero del 2023, desde ThoughtCo website: https://www.thoughtco.com/what-constitutes-matter-3072266
• Bagley, M. (2022, October 20). States of matter: Definition and phases of change. Recuperado el 25 de enero del 2023 desde livescience.com website: https://www.livescience.com/46506-states-of-matter.html
• 3.2: What is Matter? (4 de abril 2016). Recuperado el 25 de enero del 2023 desde Chemistry LibreTexts website: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Map%3A_Introductory_Chemistry_(Tro)/03%3A_Matter_and_Energy/3.02%3A_What_is_Matter