MATERIE: ORIGINE, PROPRIETĂȚI, STĂRI ȘI EXEMPLE - ŞTIINŢĂ - 2025

Problema este cea care are masă, ocupă un loc în spațiu și este capabil să interacționeze gravitational. Întregul univers este format din materie, având originea imediat după Big Bang.

Materia este prezentă în patru stări: solid, lichid, gaz și plasmă. Acesta din urmă prezintă multe asemănări cu gazul, dar, având caracteristici unice, îl face a patra formă de agregare.

Materia este formată din atomi. Atomii sunt alcătuiți din neutroni, protoni și electroni

Proprietățile materiei sunt împărțite în două categorii: generale și caracteristici. Generalii permit unuia să distingă materia de ceea ce nu este. De exemplu, masa este o caracteristică a materiei, precum și sarcina electrică, volumul și temperatura. Aceste proprietăți sunt comune pentru orice substanță.

La rândul său, caracteristicile sunt proprietățile particulare prin care un tip de materie se distinge de altul. Această categorie include densitatea, culoarea, duritatea, vâscozitatea, conductivitatea, punctul de topire, modulul de compresibilitate și multe altele.

Din ce este făcută materia?

Atomii sunt blocurile de materie. La rândul lor, atomii sunt alcătuiți din protoni, electroni și neutroni.

Incarcare electrica

Sarcina electrică este o caracteristică intrinsecă a particulelor care compun materia. Protonii au o sarcină pozitivă și electronii se încarcă negativ, neutronii lipsind o sarcină electrică.

În atom, protonii și electronii se găsesc în cantități egale, de aceea atomul - și materia în general - este de obicei într-o stare neutră.

Ilustrație reprezentând un atom. Protonii și neutronii sunt în același număr în nucleu. Electronii sunt la niveluri orbitale diferite în jurul nucleului

Originea materiei

Originea materiei se află în momentele inițiale ale formării universului, o etapă în care au început să se formeze elemente ușoare precum heliu, litiu și deuteriu (un izotop al hidrogenului).

Echipa NASA / WMAP Science / Art de Dana Berry

Această fază este cunoscută sub denumirea de nucleosinteză Big Bang, procesul de generare a nucleelor ​​atomice de la constituenții lor: protoni și neutroni. La scurte momente după Big Bang, universul s-a răcit și protonii și neutronii s-au unit pentru a forma nuclee atomice.

Formarea stelelor și originea elementelor

Mai târziu, când s-au format stelele, nucleele lor au sintetizat cele mai grele elemente prin procese de fuziune nucleară. Așa a apărut materia obișnuită, din care se formează toate obiectele cunoscute din univers, inclusiv ființele vii.

Cu toate acestea, oamenii de știință astăzi cred că universul nu este alcătuit din materie obișnuită. Densitatea existentă a acestei materii nu explică multe dintre observațiile cosmologice, cum ar fi expansiunea universului și viteza stelelor în galaxii.

Stelele se mișcă mai repede decât a fost prevăzut de densitatea materiei obișnuite, motiv pentru care este postulată existența unei materii ne vizibile care este responsabilă. Este vorba despre materia întunecată.

Existența unei a treia clase de materie este de asemenea postulată, asociată cu ceea ce este cunoscută sub numele de energie întunecată. Amintiți-vă că materia și energia sunt echivalente, în conformitate cu ceea ce a subliniat Einstein.

Ceea ce vom descrie în continuare se referă exclusiv la materia obișnuită din care suntem făcuți, care are masă și alte caracteristici generale și multe altele foarte specifice, în funcție de tipul de materie.

Proprietățile materiei

- Proprietăți generale

Proprietățile generale ale materiei sunt comune tuturor acesteia. De exemplu, o bucată de lemn și o bucată de metal au masă, ocupă un volum și sunt la o anumită temperatură.

Masa, greutatea și inerția

Masa și greutatea sunt termeni care sunt adesea confuzați. Cu toate acestea, există o diferență fundamentală între ei: masa unui corp este aceeași - dacă nu are o pierdere -, dar greutatea aceluiași obiect se poate schimba. Știm că greutatea pe Pământ și pe Lună nu este aceeași, deoarece gravitația Pământului este mai mare.

Prin urmare, masa este o cantitate scalară, în timp ce greutatea este vectorială. Aceasta înseamnă că greutatea unui obiect are magnitudine, direcție și semnificație, deoarece este forța cu care Pământul - sau Luna sau un alt obiect astronomic - atrage obiectul spre centrul său. Aici direcția și sensul sunt „spre centru”, în timp ce amploarea corespunde părții numerice.

Pentru a exprima masa, un număr și o unitate sunt suficiente. De exemplu, vorbesc despre un kilogram de porumb sau o tonă de oțel. În Sistemul internațional de unități (SI) unitatea pentru masă este kilogramul.

Un alt lucru pe care îl știm sigur, din experiența de zi cu zi, este că este mai dificil să miști obiecte foarte masive decât cele mai ușoare. Acestea din urmă consideră că este mai ușor să schimbi mișcările. Este o proprietate a materiei numită inerție, care se măsoară prin masă.

Volum

Materia ocupă o anumită cantitate de spațiu, care nu este ocupată de o altă materie. Prin urmare, acest lucru este impenetrabil, ceea ce înseamnă că oferă rezistență la alte materii care ocupă același loc.

De exemplu, la înmuierea unui burete, lichidul este localizat în porii buretelui, fără a ocupa același loc ca acesta. Același lucru este valabil și pentru rocile fracturate și poroase care conțin ulei.

Temperatura

Atomii sunt organizați în molecule pentru a da structura materiei, dar odată obținute, aceste particule nu sunt în echilibru static. Dimpotrivă, au o mișcare vibratorie caracteristică, care depinde, printre altele, de dispoziția lor.

Această mișcare este asociată cu energia internă a materiei, care este măsurată prin temperatură.

- Proprietăți caracteristice

Sunt numeroase, iar studiul lor contribuie la caracterizarea diferitelor interacțiuni pe care materia este capabilă să le stabilească. Unul dintre cele mai importante este densitatea: un kilogram de fier și altul de lemn cântăresc la fel, dar kilogramul de fier ocupă mai puțin volum decât kilogramul de lemn.

Densitatea este raportul dintre masa și volumul pe care îl ocupă. Fiecare material are o densitate care îi este caracteristică, deși nu este invariabil, deoarece temperatura și presiunea pot exercita modificări importante.

O altă proprietate foarte particulară este elasticitatea. Nu toate materialele au același comportament atunci când sunt întinse sau comprimate. Unele sunt foarte rezistente, altele sunt ușor deformabile.

În acest fel avem numeroase proprietăți ale materiei care îi caracterizează comportamentul în nenumărate situații.

State ale materialului

Apa în stare lichidă, solidă și gazoasă.

Materia ne apare în stări de agregare, în funcție de forța de coeziune dintre particulele care o compun. În acest fel, există patru stări care apar în mod natural:

-Solid

-Liquids

-Gaz

-Plasma

Solid

Materia solidă are o formă foarte bine definită, deoarece particulele constituente sunt puternic coezive. Are, de asemenea, un răspuns elastic bun, deoarece atunci când este deformată, materia solidă tinde să revină la starea sa inițială.

lichide

Lichidele iau forma recipientului care le conține, dar chiar și așa, acestea au un volum bine definit, deoarece legăturile moleculare, deși sunt mai flexibile decât în ​​solide, asigură încă o coeziune suficientă.

gaze

Materia în stare gazoasă este caracterizată deoarece particulele sale constitutive nu sunt strâns legate. De fapt, acestea au o mare mobilitate și de aceea gazele nu au formă și se extind până când umplu volumul recipientului care le conține.

Cele trei cele mai cunoscute stări ale materiei. Josell7

Plasma

Plasma este materie în stare gazoasă și, de asemenea, ionizată. A fost menționat anterior că, în general, materia este într-o stare neutră, dar în cazul plasmei, unul sau mai mulți electroni s-au separat de atom și au lăsat-o cu o sarcină netă.

Deși plasma este cel mai puțin cunoscută dintre stările materiei, adevărul este că ea abundă în univers. De exemplu, plasma există în atmosfera exterioară a Pământului, precum și în Soare și în alte stele.

În laborator, este posibilă crearea plasmei prin încălzirea unui gaz până când electronii se separă de atomi sau prin bombardarea gazului cu radiații de mare energie.

Exemple de materie

Obiecte comune

Orice obiect comun este format din materie, cum ar fi:

• Carte
• Un scaun
• O masa
• Cherestea
• Sticlă.

Materia elementară

În materia elementară găsim elementele care alcătuiesc tabelul periodic al elementelor, care sunt partea cea mai elementară a materiei. Toate obiectele care compun materia pot fi defalcate în aceste elemente mici.

• Aluminiu
• Bariu
• argon
• Bor
• Calciu
• Galiu
• Indian.

Material organic

Este materia creată de organismele vii și bazată pe chimia carbonului, un element ușor care poate forma cu ușurință legături covalente. Compușii organici sunt lanțuri lungi de molecule cu o mare versatilitate și viața le folosește pentru a-și îndeplini funcțiile.

antimateria

Este un tip de materie în care electronii sunt încărcați pozitiv (pozitroni) și protonii (antiprotonii) sunt încărcați negativ. Neutronii, deși sunt neutri în sarcină, au, de asemenea, antiparticulele lor numite anti-neutron, confecționate din anticharcuri.

Particulele de antimaterie au aceeași masă ca particulele de materie și apar în natură. Positronii au fost detectați în razele cosmice, radiația care provine din spațiul exterior, din 1932. Și antiparticule de tot felul au fost produse în laboratoare , prin utilizarea de acceleratoare nucleare.

A fost chiar creat un anti-atom artificial, compus dintr-un pozitron care orbitează un antiproton. Nu a durat mult, deoarece antimateria se anihilează în prezența materiei, producând energie.

Materie întunecată

Materia din care este compus Pământul se găsește și în restul universului. Nucleii stelelor acționează ca niște reactoare gigantice de fisiune în care se creează continuu atomi mai grei decât hidrogenul și heliul.

Cu toate acestea, așa cum am spus anterior, comportamentul universului sugerează o densitate mult mai mare decât se observă. Explicația poate sta într-un tip de materie care nu este văzută, dar care produce efecte care pot fi observate și care se traduc în forțe gravitaționale mai intense decât produce densitatea materiei observabile.

Se crede că materia întunecată și energia constituie 90% din univers (primele contribuind cu 25% din total). Astfel, doar 10% materie obișnuită și restul ar fi energie întunecată, care ar fi distribuită omogen în întregul univers.

Referințe

1. Chimie Libretexts. Proprietățile fizice și chimice ale materiei. Recuperat din: chem.libretexts.org.
2. Hewitt, Paul. 2012. Știința fizică conceptuală. 5-a. Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2010. Fizica: o concepție asupra lumii conceptuale. 7a. Ediție. Cengage.
4. Tillery, B. 2013. Integrated Science.6th. Ediție. MacGraw Hill.
5. Wikipedia. Materia. Recuperat de la: es.wikipedia.org.
6. Wilczec, F. Originea masei. Recuperat din: web.mit.edu.