La naturaleza

NATURALEZA DE LA MATERIA Y MEDICIONES
1.4 Clasificación de la materia
Al principio del capítulo se define la química como el estudio de la materia y los cambios que experimenta. La materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa. La materia incluye lo que se puede ver y tocar (como el agua, la tierra y los árboles) y lo que no se puede ver ni tocar (como el aire). Así pues, todo en eluniverso tiene una conexión “química”.
Los químicos distinguen varios subtipos de materia con base en su composición y propiedades. La clasificación de la materia incluye sustancias, mezclas, elementos y compuestos, además de los átomos y moléculas, que se estudian en el capítulo 2.
Sustancias y mezclas
Una sustancia es una forma de materia que tiene composición definida (constante) y propiedadesdistintivas. Son ejemplos de ello el agua, amoniaco, azúcar de mesa (sacarosa), oro y oxígeno. Las sustancias difieren entre sí por su composición y se pueden identificar según su aspecto, color, sabor y otras propiedades.
Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la que éstas conservan sus propiedades distintivas. Algunos ejemplos familiares de ello son el aire, los refrescos, laleche y el cemento. Las mezclas no poseen composición constante. Por lo tanto, las muestras de aire obtenidas en diferentes ciudades probablemente diferirán en su composición a causa de diferencias de altitud, contaminación atmosférica, etcétera.
Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando se disuelve una cucharada de azúcar en agua, se obtiene una mezcla homogénea, en la que lacomposición de la mezcla es uniforme. Sin embargo, al mezclar arena con virutas de hierro, tanto una como las otras se mantienen separadas (figura 1.4). En tal caso, se habla de una mezcla heterogénea porque su composición no es uniforme.
Figura 1.4

a) La mezcla contiene virutas de hierro y arena. b) Un imán permite separar las virutas de hierro de la mezcla. Esta misma técnica se usa en mayorescala para separar hierro y acero de objetos no magnéticos, como aluminio, vidrio y plásticos.
Cualquier mezcla, sea homogénea o heterogénea, se puede formar y luego separar por medios físicos en sus componentes puros sin cambiar la identidad de tales componentes. Así pues, el azúcar se puede recuperar de una disolución en agua al calentar esta última y evaporarla por completo. La condensación delvapor permite recuperar el agua. En cuanto a la separación de la mezcla hierro-arena, es posible usar un imán para separar las virutas de hierro, ya que el imán no atrae a la arena misma (figura 1.4b). Después de la separación, los componentes de la mezcla tendrán la misma composición y propiedades que al principio.

Elementos y compuestos
Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Unelemento es una sustancia que no se puede separar en otras más sencillas por medios químicos. Hasta la fecha se han identificado 114 elementos. La mayoría de ellos se encuentran de manera natural en la Tierra. Los otros se han obtenido por medios científicos mediante procesos nucleares, que son tema del capítulo 23 de este texto.
Por conveniencia, los químicos usan símbolos de una o dos letras pararepresentar a los elementos. La primera letra del símbolo siempre es mayúscula, no así la letra siguiente. Por ejemplo, Co es el símbolo del elemento cobalto, en tanto que CO es la fórmula de la molécula monóxido de carbono. En la tabla 1.1 se muestran los nombres y símbolos de algunos de los elementos más comunes, y en la segunda de forros de este texto aparece una lista completa de los elementosy sus símbolos. Los símbolos de algunos elementos se derivan de su nombre en latín, por ejemplo, Au de aurum (oro), Fe de ferrum (hierro) y Na de natrium (sodio), en cambio, en muchos otros casos guardan correspondencia con su nombre en inglés. En el apéndice 1 se incluye una lista del origen de los nombres de los elementos y de los científicos que los descubrieron.
Los átomos de muchos...