Ensayo

Nuevos materiales

Gobierno del Distrito Federal
Marcelo Ebrard Casaubón Jefe de Gobierno Raúl Armando Quintero Martínez Secretario de Transportes y Vialidad Francisco Bojórquez Hernández Director General del Sistema de Transporte Colectivo

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Universidad Nacional Autónoma de México
José Narro Robles Rector Sergio M. Alcocer Martínez Secretario General Juan José PérezCastañeda Secretario Administrativo Rosaura Ruiz Gutiérrez Secretaria de Desarrollo Institucional Carlos Arámburo de la Hoz Coordinador de la Investigación Científica Rene Drucker Colín Director General de Divulgación de la Ciencia

Pedro Bosch y Cristina Pina

Dirección General de Divulgación de la Ciencia U N A M

Introducción

Dirección General de Divulgación de la Ciencia
DirectorGeneral de Divulgación de la Ciencia Rene Drucker Colín Coordinador de Medios Ángel Figueroa Jefa de la Unidad Administriva Isabel Velasco Coordinación editorial Juan Tonda Nemesio Chávez Arredondo Diseño de la colección y formación Elizabeth Cruz Ilustración de portada Graham Murdoch

Primera edición, 2009 D.R. © Dirección General de Divulgación de la Ciencia Universidad Nacional Autónoma de MéxicoEdificio Universum, tercer piso, Circuito Cultural, Ciudad Universitaria, Coyoacán 04510, México, D.F. www.dgdc.unam.mx

ISBN 978-607-02-0783-9

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Según eldiccionario, tanto la física como la química se ocupan del estudio de la materia, es decir de los materiales. Y quien dice materiales habla de las combinaciones entre los elementos. No se trata de los elementos de la antigüedad (aire, fuego, tierra y agua) sino de los átomos que constituyen la materia, y que están enumerados en la tabla periódica. Son sólo 103 tipos de átomos. Asombra que eluniverso esté constituido de un número tan pequeño de elementos y que puedan formarse materiales tan diferentes como el acero, una esponja, un plástico o un mineral. Los elementos de la tabla periódica pueden combinarse de diversas maneras. Por ejemplo, dependiendo de su manera de enlazarse, a partir de los mismos dos elementos, silicio y oxígeno, pueden obtenerse dos sustancias muy distintas, cuarzo ovidrio. Es como usar ladrillos y cemento: se puede construir un edificio de departamentos o un auditorio. A partir de átomos y grupos de átomos, los químicos pueden elaborar grandes edificios, como hacen los arquitectos. Sin embargo, en química no se usan grúas, carretillas ni cemento, sino fuerzas magnéticas (como las de los imanes) y eléctricas (como la de los motores), que mueven grupos ybloques de átomos y los aseguran.

Pedro Bosch y Cristina Pina

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Así, debido a la atracción entre un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, se forma una molécula de agua, y si la temperatura disminuye a cero grados Celsius las moléculas de agua se juntan ordenadamente para formar hielo. Con el calor, las fuerzas que unen a las moléculas se debilitan y el edificio se derrumba, perolas fuerzas no se debilitan tanto como para que se separen las moléculas, y por eso el agua líquida sigue siendo agua. Finalmente, cuando la temperatura es superior a los 100 grados Celsius, las moléculas se sueltan entre sí y se convierten en vapor. El hielo, el agua y el vapor están formados por moléculas de agua, es decir, por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno; la diferencia está dadapor la manera en que se juntan las moléculas. Observemos qué sucede con otro elemento. De carbono y únicamente de carbono están constituidos el grafito y el diamante, y a pesar de ello tienen propiedades muy distintas. Los diamantes son transparentes y duros; el grafito, que es lo que pinta de los lápices, es gris y blando. ¿A qué se deben estas diferencias? Ya que no se pueden atribuir a la...