Matéria: origem, propriedades, estados e exemplos

Matéria: origem, propriedades, estados e exemplos

questão  é aquela que tem massa, ocupa um lugar no espaço e é capaz de interagir gravitacionalmente. Todo o universo é feito de matéria, tendo sua origem logo após o  Big Bang.

A matéria está presente em quatro estados: sólido, líquido, gasoso e plasma. Este último tem muitas semelhanças com o gasoso, mas, tendo características únicas, faz dele a quarta forma de agregação.

As propriedades da matéria são divididas em duas categorias: geral e características. Os  gerais nos permitem distinguir a matéria do que não é. Por exemplo, massa é uma característica da matéria, assim como carga elétrica, volume e temperatura. Essas propriedades são comuns para qualquer substância.

Por sua vez, as características são as propriedades particulares por meio das quais um tipo de matéria se distingue de outro. Densidade, cor, dureza, viscosidade, condutividade, ponto de fusão, módulo de compressibilidade e muito mais pertencem a esta categoria.

De que é feita a matéria?

Os átomos são os blocos de construção da matéria. Por sua vez, os átomos são compostos de prótons, elétrons e nêutrons.

Carga elétrica

A carga elétrica é uma característica intrínseca das partículas que compõem a matéria. Os prótons têm uma carga positiva e os elétrons têm uma carga negativa, os nêutrons carecem de uma carga elétrica.

No átomo, os prótons e elétrons estão na mesma quantidade, portanto o átomo – e a matéria em geral – geralmente estão em um estado neutro.

Origem da matéria

A origem da matéria está nos momentos iniciais da formação do universo, um estágio em que elementos leves como hélio, lítio e deutério (um isótopo de hidrogênio) começaram a se formar.

Essa fase é conhecida como nucleossíntese do Big Bang , o processo de geração de núcleos atômicos a partir de seus constituintes: prótons e nêutrons. Momentos depois do Big Bang, o universo ficou mais frio e os prótons e nêutrons se uniram para formar os núcleos atômicos.

Formação estelar e origem dos elementos

Mais tarde, quando as estrelas se formaram, seus núcleos estavam sintetizando os elementos mais pesados ​​através de processos de fusão nuclear. Dessa maneira, a matéria comum se originou, da qual todos os objetos conhecidos no universo são formados, incluindo os seres vivos.

No entanto, os cientistas atualmente acreditam que o universo não é inteiramente composto de matéria comum. A densidade existente dessa matéria não explica muitas das observações cosmológicas, como a expansão do universo e a velocidade das estrelas nas galáxias.

As estrelas se movem mais rápido do que o previsto pela densidade da matéria comum, portanto, postula-se a existência de uma matéria não visível responsável. É sobre matéria escura

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A existência de uma terceira classe de matéria também é postulada, associada ao que é conhecido como energia escura . Vamos lembrar que matéria e energia são equivalentes, de acordo com o que Einstein apontou.

O que descreveremos abaixo refere-se exclusivamente à matéria ordinária da qual somos feitos, à que possui massa e outras características gerais e muitas muito específicas, dependendo do tipo de matéria.

Propriedades da matéria

– Propriedades gerais

As propriedades gerais da matéria são comuns a tudo isso. Por exemplo, um pedaço de madeira e um pedaço de metal têm massa, ocupam um volume e estão a uma certa temperatura. 

Massa, peso e inércia

Massa e peso são termos frequentemente confusos. No entanto, existe uma diferença fundamental entre eles: a massa de um corpo é a mesma – a menos que você experimente uma perda -, mas o peso desse mesmo objeto pode mudar. Sabemos que o peso na Terra e na Lua não é o mesmo, pois a gravidade da Terra é maior.

Portanto, massa é uma quantidade escalar, enquanto peso é vetor. Isso significa que o peso de um objeto tem magnitude, direção e sentido, porque é a força com a qual a Terra – ou a Lua ou outro objeto astronômico – atrai o objeto em direção ao seu centro. Aqui a direção e a direção são “em direção ao centro”, enquanto a magnitude corresponde à parte numérica.

Um número e uma unidade são suficientes para expressar a massa. Por exemplo, fala-se de um quilo de milho ou uma tonelada de aço. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de massa é o quilograma.

Outra coisa que sabemos com certeza, a partir da experiência cotidiana, é que é mais difícil mover objetos muito grandes do que objetos mais leves. Os últimos acham mais fácil alterar os movimentos. É uma propriedade da matéria chamada inércia , medida através da massa.

Volume

A matéria ocupa uma certa quantidade de espaço, que não é ocupada por nenhum outro assunto. Portanto, é impenetrável, o que significa que oferece resistência a outra questão que ocupa o mesmo lugar.

Por exemplo, ao embeber uma esponja, o líquido está localizado nos poros da esponja, sem ocupar o mesmo local. O mesmo vale para rochas porosas e fraturadas que contêm óleo.

Temperatura

Os átomos se organizam em moléculas para dar estrutura à matéria, mas uma vez alcançadas, essas partículas não estão em equilíbrio estático. Pelo contrário, eles têm um movimento vibratório característico, que depende, entre outras coisas, de sua disposição. 

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Este movimento está associado à energia interna da matéria, medida através da temperatura.

– Propriedades características

São numerosos e seu estudo contribui para caracterizar as diferentes interações que a matéria é capaz de estabelecer. Uma das mais importantes é a densidade: um quilo de ferro e outro de madeira pesam o mesmo, mas o quilo de ferro ocupa menos volume que o quilo de madeira.

Densidade é a proporção da massa em relação ao volume que ocupa. Cada material possui uma densidade que é característica dele, embora não seja invariável, pois a temperatura e a pressão podem exercer modificações importantes.

Outra propriedade muito particular é a elasticidade. Nem todos os materiais se comportam da mesma forma quando esticados ou comprimidos. Alguns colocam muita resistência, enquanto outros são facilmente deformáveis.

Dessa forma, temos inúmeras propriedades da matéria que caracterizam seu comportamento em um número infinito de situações.

Estados da matéria

A matéria nos aparece em estados de agregação, dependendo da força coesa entre as partículas que a compõem. Dessa maneira, existem quatro estados que ocorrem naturalmente:

-Sólidos

-Líquidos

-Gases

-Plasma

Sólidos

A matéria sólida tem uma forma muito bem definida, pois as partículas constituintes são altamente coesas. Também possui uma boa resposta elástica, pois quando se deforma, a matéria em estado sólido tende a retornar ao seu estado original.

Líquidos

Os líquidos assumem a forma do recipiente que os contém, mas ainda têm um volume bem definido, pois as ligações moleculares, embora mais flexíveis que os sólidos, ainda fornecem coesão suficiente.

Gases

A matéria no estado gasoso é caracterizada por suas partículas constituintes não estarem unidas. De fato, eles têm grande mobilidade e, por esse motivo, os gases não têm forma e se expandem até encher o volume do recipiente que os contém.

Plasma

O plasma é matéria em estado gasoso e também ionizado. Já foi mencionado antes que, em geral, a matéria está em um estado neutro, mas no caso do plasma, um ou mais elétrons se separaram do átomo e o deixaram com uma carga líquida.

Embora o plasma seja o menos familiar dos estados da matéria, a verdade é que ele é abundante no universo. Por exemplo, na atmosfera externa da Terra há plasma, assim como no Sol e outras estrelas.

No laboratório, é possível criar plasma aquecendo um gás até que os elétrons se separem dos átomos, ou também bombardeando o gás com radiação de alta energia.

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Exemplos de matéria

Objetos comuns

Qualquer objeto comum é feito de matéria, como:

  • Um livro
  • Uma cadeira
  • Uma mesa
  • A Madeira
  • O vidro.

Matéria elementar

Na matéria elementar, encontramos os elementos que compõem a tabela periódica dos elementos, que  são a parte mais elementar da matéria. Todos os objetos que compõem a matéria podem ser divididos em pequenos elementos.

  • Alumínio
  • Bário
  • Argônio
  • Boro
  • Cálcio
  • Gálio
  • Indiano.

Matéria orgânica

É o assunto criado pelos organismos vivos e baseado na química do carbono, um elemento leve e fácil de formar ligações covalentes. Os compostos orgânicos são longas cadeias de moléculas com grande versatilidade e a vida as utiliza para desempenhar suas funções.

Antimatéria

É um tipo de matéria em que os elétrons são carregados positivamente (pósitrons) e os prótons (antiprótons) são carregados negativamente. Os nêutrons, enquanto neutros carregados, também têm sua antipartícula chamada anti-nêutron , feita de antiquarques. 

As partículas de antimatéria têm a mesma massa que a matéria e são produzidas na natureza.Em raios cósmicos, radiação do espaço sideral, pósitrons foram detectados desde 1932. E em laboratórios, antipartículas de todos os tipos foram produzidas. , através do uso de aceleradores nucleares.

Um anti-átomo artificial foi criado, composto de um pósitron que orbita um anti-próton. Não durou muito tempo, pois a antimatéria é aniquilada na presença da matéria, produzindo energia.

Matéria escura

A matéria da qual a Terra é composta também é encontrada no resto do universo. Os núcleos das estrelas agem como reatores de fissão gigantescos, nos quais átomos mais pesados ​​que hidrogênio e hélio são criados continuamente.

No entanto, como dissemos anteriormente, o comportamento do universo sugere uma densidade muito maior do que a observada. A explicação pode estar em um tipo de matéria que não é vista, mas que produz efeitos que podem ser observados e que são traduzidos em forças gravitacionais mais intensas do que a densidade observável da matéria produz.

Acredita-se que a matéria e a energia escura formam até 90% do universo (o primeiro contribui com 25% do total). Assim, apenas 10% da matéria comum e o restante seriam energia escura, que seria distribuída homogeneamente em todo o universo.

Referências

  1. Libretexts de Química. Propriedades Físicas e Químicas da Matéria. Recuperado de: chem.libretexts.org.
  2. Hewitt, Paul. 2012. Ciência Física Conceitual. 5 th . Ed. Pearson.
  3. Kirkpatrick, L. 2010. Física: uma visão conceitual do mundo. 7th. Edição. Cengage.
  4. Tillery, B. 2013. Integrate Science.6th. Edição. MacGraw Hill.
  5. Wikipedia. Importam. Recuperado de: es.wikipedia.org.
  6. Wilczec, F. A origem da Missa. Recuperado de: web.mit.edu.

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