La química se ocupa de las propiedades de las sustancias

Algunas sustancias que nos rodean son sólidos. Otras son más duras que otras. Existen sustancias que son líquidos o gases. Algunas sustancias reaccionan fácilmente con otras sustancias, mientras que otras son estables. ¿Por qué sucede esto? ¿Por qué diferentes sustancias tienen diferentes propiedades? La química es la rama de la ciencia que intenta responder a esa pregunta.

Y la mayoría de las veces tenemos que acercarnos demasiado para encontrar la respuesta. Tenemos que observar los átomos de la sustancia. Aquí vemos algunos átomos de hierro. Están unidos firmemente entre sí; han formado lazos estrechos. Si intentamos mover los átomos, los lazos los recolocarán en su sitio.

El hierro es un material duro. Si calentamos el hierro, los átomos se moverán más, pero se mantendrán en sus lugares. El hierro es un material sólido, incluso a cientos de grados centígrados. Necesitamos más de mil grados para que los átomos empiecen a moverse fuera de su lugar, para que el hierro se derrita. Compáralo con esta sustancia: átomos de carbono y átomos de hidrógeno en cadenas largas.

La sustancia que estamos viendo ahora es un tipo de plástico, como el material de la pelota de playa. Cada cadena de átomos (cada molécula) se mantiene unida por lazos estrechos. Pero las moléculas no están unidas entre sí con tanta firmeza. Pueden desplazarse unas contra otras. Este material plástico puede cambiar su forma: es blando.

A temperatura ambiente es una sustancia sólida, pero basta con calentarla solo un poco… para que las moléculas se muevan por todas partes: el plástico se derrite. Cuando las uniones entre las moléculas son débiles, la sustancia se convertirá en líquido a una temperatura inferior. Analicemos también un gas. Esta es una mezcla de hidrógeno y oxígeno. Los átomos del hidrógeno y oxígeno están unidos de dos en dos.

Los lazos entre los átomos son fuertes en cada molécula. Entre las moléculas, sin embargo, los lazos son realmente débiles, casi inexistentes. Las moléculas pueden volar libremente: son gaseosas. Una propiedad del hidrógeno y oxígeno es que pueden reaccionar con facilidad entre sí: son reactivos. Cuando las sustancias reaccionan, sus átomos se unen en nuevas formas.

Lo que hace que el hidrógeno y el oxígeno sean reactivos es que a los átomos les gustaría formar una nueva molécula: agua. El plástico de la pelota de playa también es reactivo, si se calienta lo suficiente. Los átomos crean nuevos lazos con los átomos de oxígeno en el aire. El plástico se puede quemar. Por el contrario, los átomos en estas piedras no reaccionarán.

Están sastisfechas con los lazos que ya tienen. ¿Por qué el hierro es un material duro y el plástico blando? ¿Por qué el hierro y una piedra tienen altos puntos de fusión, y el plástico un bajo punto de fusión? ¿Por qué los gases de hidrógeno y oxígeno están a temperatura ambiente y por qué son tan reactivos? ¿Y por qué la pelota de playa, y no las piedras, reacciona con el oxígeno en el aire cuando se calienta? Todo tiene que ver con cómo los átomos de las sustancias se unen entre sí. Son los lazos entre los átomos y la fuerza de ellos los que afectan a las propiedades. Y es este mismo aspecto (las propiedades de las sustancias y cómo reaccionan entre sí) es de lo que trata la química.