Materia. Cambios físicos, químicos y nucleares.

En el post anterior hablamos sobre la materia, la definimos y dimos una gran idea sobre lo que es, al igual que abordamos las propiedades que esta tiene, por lo que en este post complementaremos el tema de la materia hablando sobre los cambios que esta tiene. Para verlo da clic aquí.

Cambios de la materia

Cambio es el concepto que denota la transición que ocurre de un estado a otro, por ejemplo: el concepto de cambio de estado de la materia en la física (sólido, líquido y gaseoso), pero entonces ¿Qué es cambio de la materia en química?

Existen principalmente dos tipos de cambios en química, que a continuación mencionaremos cada uno de ellos:

Cambios físicos de la materia

A las modificaciones o cambios que experimentan las sustancias bajo la acción delas diferentes formas de energía se les llama fenómenos. De esta manera, todo cambio que se produce en las sustancias de manera natural o provocada es un fenómeno. Las modificaciones o cambios que no alteran la composición íntima de las sustancias o que sólo lo hacen de un modo aparente y transitorio, reciben el nombre de cambios o fenómenos físicos.

Dichos fenómenos. desaparecen al cesar la causa que los origina, su mayoría son fenómenos reversibles. Ejemplos: reflexión y refracción de la luz; formación del arco iris; fusión de cera; disolución del azúcar; electrización del vidrio; dilatación de un metal, Transmisión de calor, enfriamiento de los cuerpos, cambios de estados, etc.

Cambios químicos de la materia

Cuando el cambio experimentado modifica permanentemente la naturaleza íntima de las sustancias y no es reversible, el fenómeno es de tipo químico.

Antes y después del cambio se tienen sustancias diferentes con propiedades diferentes. Ejemplos: digestión de alimentos; corrosión de los metales; explosión de una bomba; acción de los medicamentos; un acumulador; fenómeno de la visión; revelado de una fotografía; encender un cerillo; el fenómeno de la fotosíntesis; la fermentación.

Cambios nucleares de la materia

El átomo está conformado por un núcleo, en el cual se tienen partículas positivas (protones) y partículas neutras (neutrones). Si se le dispara un neutrón al núcleo de un átomo de uranio, éste puede romperse en dos o más partes. De esta manera se forman nuevos elementos, pero no todos los neutrones del átomo de uranio se unen a otro de los nuevos átomos formados, algunos se escapan.

La división del átomo en partes se llama fisión, es decir, que ésta ocurre cuando un núcleo pesado se parte en dos ligeros.

El descubrimiento del neutrón proporcionó a los científicos una valiosa partícula de bombardeo. A partir de entonces una multitud de núcleos se ha sometido a “bombardeos” con diferentes partículas, y con ellos se han conseguido asombrosos resultados, como el aprovechamiento de la energía nuclear para fines benéficos o para la fabricación de misiles militares.

La utilización de los cambios nucleares en aplicaciones no energéticas ha venido a apoyar el estudio del metabolismo humano y la eliminación de padecimientos; además, el hallazgo de nuevas partículas nucleares ha desembocado en el planteamiento de nuevas teorías acerca de la constitución de la materia.

Al proceso en el que cambia el núcleo de un átomo se le llama reacción nuclear, ésta difiere de una reacción química en que los átomos se pueden juntar y algunos electrones (partículas negativas ubicadas en el exterior de un átomo) pueden compartir la misma órbita.

Además, en una reacción nuclear son los núcleos los que cambian; de este proceso resulta una gran cantidad de calor como en algunas reacciones químicas, como la combustión,, pero el calor que se consigue con una reacción nuclear es un millón de veces mayor que el de una reacción química.

La pregunta obligada es: ¿qué ocurre a los dos o tres neutrones que escapan cuando un átomo se rompe? Continúan su viaje hasta que consiguen escapar del todo o bien chocan con el núcleo de uno de los átomos que los rodean; éstos se pueden romper dela misma forma que el primero, y entonces se disparan más neutrones. Si dos neutrones chocan con otros dos núcleos haciendo que se dividan, tendremos entonces seis neutrones lanzados en varias direcciones a una velocidad enorme. Si cuatro de éstos chocan con otros núcleos tendremos doce neutrones, y así sucesivamente, cada vez se disparan más neutrones, se dividen más átomos y en la fracción de un segundo todo el trozo de uranio hace explosión. ¡Y todo empezó con un neutrón solamente!

A esto se le llama explosión por reacción en cadena y es el secreto de la bomba atómica, los incontables millones de átomos que se dividen por esa reacción dan lugar a la producción de calor y una onda de aire enorme. Una explosión de esta clase produce también radiación, que es peligrosa para todos los seres vivos.

La reacción en cadena puede controlarse y ser aprovechada; el dispositivo que permite mantener una reacción sostenida, no explosiva, se conoce como reactor nuclear. 

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Bibliografía

Regalado, V. M. (2016). Química 1. Ciudad de México: Grupo Editorial Patria.