La Materia y su Organización

La materia es todo aquello que tiene masa y volumen. El átomo es la parte más pequeña en que se puede dividir cualquier materia. Los átomos son de distintos elementos químicos. Para facilitar el estudio de los elementos, se ordenan en la tabla periódica. Existen 116 elementos químicos, 90 se encuentran en la naturaleza y el resto son producidos en laboratorio por fusiones de átomos.

Clasificación de la Materia Según su Estructura

• Elementos químicos:
  • Son los que están en el Sistema Periódico (S.P.).
  • Existen en la naturaleza y en el universo.
  • Solo 90 son naturales.
  • No se pueden descomponer en otros materiales.
• Compuestos químicos:
  • Combinación de elementos con propiedades distintas a los elementos que lo forman.
  • No se separan por métodos físicos, sí por métodos químicos.
• Aleaciones:
  • Se pueden separar por métodos físicos.
  • Ejemplos: bronce, acero, oro comercial.
  • Mezclas artificiales de elementos o compuestos para mejorar propiedades.
• Composites:
  • Se unen sustancias con propiedades químicas y físicas diferentes para obtener una sustancia con otras propiedades.

Origen de los Materiales

• Naturales: Obtenidos de la naturaleza directamente. Ejemplos: madera, mármol.
• Transformados: Transformando o mezclando materiales naturales. Ejemplos: papel, cemento.
• Artificiales o sintéticos: Mediante procesos químicos o físicos. Ejemplos: plásticos, fibras.
• Reciclados: A partir de objetos del mismo material. Ejemplos: vidrio, papel.

Propiedades de los Materiales

• Mecánicas: Densidad, dureza, tenacidad, ductilidad, fragilidad, maleabilidad, resistencia, elasticidad, plasticidad.
• Térmicas: Temperatura de fusión, conductividad térmica, capacidad de dilatación, calor específico.
• Electromagnéticas: Conductividad eléctrica, magnetismo.
• Químicas: Resistencia a la corrosión.
• Acústicas: Conductividad del sonido.
• Ópticas: Color, transparencia, reflectividad, índice de refracción, brillo, fluorescencia, capacidad de polarización de la luz.

Materias Primas

Materia prima: Materiales extraídos de la naturaleza para fabricar productos.

Problemas de búsqueda: No son de fácil acceso debido a la economía, la política y/o el medio ambiente.

Importancia de metales: Para obtenerlos, se fabrican previamente las herramientas y máquinas imprescindibles.

Obtención de Metales y Materiales Avanzados

¿De dónde se obtienen los metales? En la naturaleza, de los minerales.

Menas: Mineral que contiene cantidades suficientes de metal con interés económico. Las más comunes son el hierro y el cobre.

Acero: Aleación de hierro y carbono. Según la proporción de carbono que contenga la aleación, obtendremos acero con diferentes propiedades.

Coltán: Abreviatura utilizada en África para referirse a minerales como la columbita y la tantalita, que suelen encontrarse juntos formando parte de determinados tipos de granito.

Metales que se obtienen del coltán: Niobio y tantalio.

• Niobio: Se utiliza en discos duros, altavoces y auriculares cada vez más potentes y precisos.
• Tantalio: Se utiliza en baterías de teléfonos móviles o cualquier aparato recargable.

Base de la nanociencia: El desarrollo científico en torno a materiales.

Ventajas del microscopio de efecto túnel: Podemos ver los átomos y cogerlos para fabricar sustancias y piezas de máquinas de tamaño atómico, más pequeñas que las propias células.

Fullereno: Molécula formada por 60 átomos de carbono.

Importancia del Carbono y la Nanotecnología

Importancia del carbono: Elemento muy abundante en la naturaleza. Hemos aprendido a elaborar un buen número de objetos de uso cotidiano a partir de él. La mayor parte de los compuestos que forman los seres vivos lo contienen.

Nanotubo: Son las fibras más resistentes que se conocen. Aplicaciones: Si se convierten en un conductor, estaríamos hablando de nanocables, y si es semiconductor, de nanointerruptores.

Nanotecnología: Ciencia aplicada que se dirige al diseño, la fabricación y la aplicación de materiales y aparatos a escala nanométrica.

Diferencia entre Materiales Naturales y Artificiales

Materiales naturales: Aquellos cuyo material proviene de la naturaleza, es decir, es natural.

Materiales artificiales: Cuando la materia prima con la que se fabrica proviene de otras sustancias o materiales.

Propiedades y Clasificación de los Plásticos

Propiedades de los plásticos: Plasticidad, propiedad de los materiales que permite que se les dé fácilmente la forma que más convenga. Se forman a través de moléculas como los polímeros, los monómeros y la polimerización.

Clasificación: Polietileno tereftalato (PET), polietileno de alta densidad (PEAD), policloruro de vinilo (PVC), polietileno de baja densidad (PEBD), polipropileno (PP), poliestireno (PS).

Problemas Ambientales Asociados a la Producción de Papel

El papel: Necesita árboles, agua y energía, y genera un gran número de problemas.

• Deforestación: Provocada por la tala de árboles.
• Enorme cantidad de agua: Precisa la fase de separación de la celulosa de la lignina.
• Contaminación de ríos: Debido al uso de compuestos de azufre, cloro u ozono en procesos de blanqueado de pulpa de celulosa.
• Energía: Empleada para mover máquinas, calentar agua, etc.