Fundamentos de la Materia: Estados, Cristalografía, Minerales y Tecnología de Materiales

Estados de la Materia

Sólido

Moléculas muy unidas, no hay espacios vacíos, tienen forma definida, incompresibles, no fluyen. Ejemplos: aluminio, diamante, oro, sal, azúcar, harina, vasos.

Líquido

Moléculas desordenadas, hay espacios vacíos, adopta la forma del recipiente, ligeramente compresibles, fluyen, tienen volumen definido. Ejemplos: etanol, leche, aceite, parafina, agua, jugos, colonias.

Gaseoso

No tienen forma definida, adopta la forma del recipiente, moléculas extremadamente separadas, no tienen volumen definido, compresibles, difunden rápidamente. Ejemplos: cloro, nitrógeno, Tanax, gas licuado, aerosol de pintura, bebidas.

Estructura Cristalina y Minerales

Cristalografía

Estudio del crecimiento y geometría de la materia cristalina. ¿Qué es un cristal? Porción homogénea de materia atómica ordenada y definida. Los cristales se forman cuando un líquido forma un sólido. La mayor parte de los sólidos tienen una estructura cristalina.

Cada materia cristalina tiene una celda llamada celda unidad que tiene forma y dimensiones determinadas. Existen 7 tipos de celdas:

• Cúbica
• Ortorrómbica
• Monoclínica
• Romboédrica
• Triclínica
• Hexagonal
• Tetragonal

Propiedades Físicas de los Minerales

• Exfoliación: Al ser golpeados, se rompen según formas determinadas y regulares.
• Fractura: Cuando se rompen, se forman astillas.
• Tenacidad: Resistencia a ser fracturado o exfoliado.
• Fragilidad: Facilidad para fracturarse o exfoliarse.
• Ductilidad: Propiedad de estirarse dando lugar a hilos delgados (ejemplo: cobre).
• Maleabilidad: Propiedad para obtener láminas delgadas.
• Dureza: Oposición o resistencia de un mineral a ser rayado.

Escala de Mohs

Tiene 10 niveles. Se inventó en 1812 por el austriaco Friedrich Mohs.

1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatita
6. Feldespato
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindón
10. Diamante

Materiales y Tecnología

Plata

Metal escaso, blanco, dúctil y maleable. Se usa en joyería y decoración, se usó en moneda. Es el mejor conductor de electricidad y calor.

Diodos y Chips

Diodos: Dispositivo semiconductor más simple, es la base de la electrónica moderna. Solo conduce electricidad en un sentido.

Chips (Circuitos Integrados): Pequeños trozos de Silicio (Si) de 1 mm de diámetro. Se utiliza en juguetes, relojes, computadoras. Fue la mayor revolución de la tecnología de la segunda mitad del siglo XX.

Materiales Compuestos

Vidrio

Formado por arena, caliza y soda. Son sólidos amorfos, carecen de estructura cristalina. Se crean por fusión a 1500 ºC y enfriamiento.

Cerámica

Mezcla de arcilla y agua. Se forman con calor. Son quebradizas y duras, pero estables a altas temperaturas (Tº). Fue usada en la Edad de Piedra. La palabra viene de keramikos = sustancia quemada.

Cemento

Mezcla de óxidos de Silicio (Si), Calcio (Ca) y Hierro (Fe). Se obtiene por procesos de molienda, calcinación y enfriamiento. Se usó en los tiempos de Egipto. Se define como material conglomerante. El más usado en Chile es el cemento Portland (alta resistencia mecánica).