Propiedades Físicas y Químicas

Propiedades Físicas y Cambios de la Materia

Aquellos atributos por los cuales una sustancia puede ser distinguida de otra se denominan propiedades. Una propiedad física es una característica de la materia que no implica alteración alguna en su constitución química. Ejemplos comunes de tales cualidades incluyen la densidad, el color, la dureza, las temperaturas de licuefacción y ebullición, y la conductividad eléctrica.

Ciertos de estos atributos, como la densidad y el color, pueden observarse mientras la sustancia permanece en un estado constante. Otros, sin embargo, se manifiestan únicamente cuando la materia experimenta un cambio físico, tal como la fusión del hierro o la congelación del agua. Un cambio físico es una alteración en el estado o las propiedades de la materia sin que ocurra cambio alguno en su composición química o en la identidad de sus sustancias constituyentes.

Un cambio físico se observa cuando la cera experimenta licuefacción, cuando el azúcar halla su disolución en el café, o cuando el vapor se condensa para formar agua líquida. Otros casos de tales cambios incluyen la magnetización y desmagnetización de los cuerpos metálicos, y la reducción de la materia sólida a polvo mediante la molienda —pudiendo esta última producir a veces una alteración perceptible en el color. En cada uno de estos casos, aunque haya un cambio en el estado físico, la forma o las propiedades de la sustancia, la constitución química fundamental permanece inalterada.

Proceso de fusión de la cera.

Proceso de destilación del agua

La transformación de una especie de materia en otra, o la resistencia inherente a tal alteración, constituye una propiedad química. Se incluyen entre estas propiedades la inflamabilidad, la toxicidad, la acidez, diversas formas de reactividad y el calor de combustión.

A modo de ilustración, el hierro se combina con el oxígeno en presencia de humedad para formar herrumbre, mientras que el cromo no exhibe tal oxidación. Además, mientras que la nitroglicerina se considera sumamente peligrosa por razón de su inestabilidad explosiva, el neón presenta un riesgo insignificante, siendo de una disposición notablemente inerte y poco reactiva.

Para la identificación de una propiedad química, el observador debe presenciar un cambio químico. Tal alteración resulta invariablemente en la producción de una o más especies de materia, que difieren en su esencia fundamental de las sustancias presentes antes de la transformación.

La formación de herrumbre se denomina con acierto un cambio químico, pues el herrumbre mismo es una forma distinta de materia, muy diferente del hierro, el oxígeno y el agua de los cuales derivó. De manera similar, la detonación de la nitroglicerina constituye un cambio químico, ya que los gases resultantes son de una naturaleza enteramente diferente a la de la sustancia matriz. Otros ejemplos de cambio químico se hallan en el laboratorio —como se observa en la acción vigorosa del ácido nítrico sobre el cobre— así como en todos los modos de combustión, y en los diversos procesos por los cuales los alimentos son cocidos, digeridos o abandonados a sufrir los efectos de la putrefacción.

Se halla que las propiedades de la materia residen en una de dos categorías distintas. Si una propiedad depende de la cantidad de materia presente, se denomina propiedad extensiva. La masa y el volumen sirven como ejemplos primordiales de esta clase; por ejemplo, un galón de leche posee una masa y un volumen mayores que una simple taza. El valor de tal propiedad extensiva resulta ser directamente proporcional a la cantidad de materia bajo consideración.

Por el contrario, si la propiedad de una muestra es independiente de la cantidad de materia presente, se designa como propiedad intensiva. La temperatura proporciona una ilustración apta de este principio. Si un galón de leche y una taza de leche residen ambos a una temperatura de 20°C, su combinación resultará en un volumen mayor de leche que, no obstante, mantiene la temperatura de 20°C.

Considérense, además, las cualidades relacionadas pero distintas del calor y la temperatura. Una mera gota de aceite de cocina caliente que salpique el brazo no causa sino una breve y leve molestia; sin embargo, una olla del mismo aceite producirá quemaduras de la naturaleza más grave. Mientras que tanto la gota como la olla existen a la misma temperatura —siendo esta una propiedad intensiva— la olla contiene claramente una cantidad de calor mucho mayor, la cual es una propiedad extensiva.

Aunque muchos elementos difieren drásticamente en sus propiedades químicas y físicas, algunos de ellos exhiben comportamientos notablemente similares. Podemos así identificar grupos de elementos que muestran características comunes. Por ejemplo, muchos elementos sirven como excelentes conductores del calor y la electricidad, mientras que otros resultan ser malos conductores. Tales propiedades permiten la clasificación de los elementos en tres órdenes distintos: metales, que conducen bien; no metales, que conducen pobremente; y metaloides, que poseen los atributos de ambas clases.

Tabla Periódica de los Elementos.