Materia 2. Constitución de la Materia. FÍS.

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Física

Cualquiera que sea el estado de agregación que adopte una sustancia material (v. ESTADOS DE LA MATERIA), la m. que la compone tiene la misma naturaleza íntima: está formada por moléculas (v.) y átomos (v.)

El elemento fundamental, la unidad de m., lo constituyen los átomos; y lo que podríamos llamar el bloque fundamental son las moléculas, cuyo estudio exige conocer cómo se mantienen unidos los átomos, es decir, los enlaces (V. ENLACES QUÍMICOS). Los átomos no tienen una estructura íntima sencilla, pues están constituidos por partículas que se diferencian por su masa y su carga eléctrica. Cada una de estas partículas crea un campo de fuerzas (sobre todo electromagnéticas; las gravitatorias apenas son apreciables; v. I, 1), campo que puede considerarse también como formando parte de la partícula

La idea de que la m. tiene una estructura discreta data del s. v a. C. y fue defendida por Leucipo y Demócrito (v.). La idea de éstos era más filosófica que física: no admitían otra realidad que la material (V. MATERIALISMO), la cual concebían como diversas combinaciones de corpúsculos elementales (átomos). Las teorías físicas sobre el átomo, resurgidas en el s. XIX por obra del químico J. Dalton (v.), son en sí ajenas al materialismo filosófico (aunque algunos las hayan falsamente interpretado así); se trata del estudio e interpretación de la constitución íntima de la materia. Fue Bohr (1885-1962; V.) el que elaboró la primera teoría consistente acerca de la naturaleza del átomo. Hasta 1930 se admitió que los átomos estaban constituidos por electrones (cargas eléctricas negativas unitarias; v.) muy móviles y ligeros y por protones (cargas eléctricas positivas unitarias) muy lentos y pesados (v. NÚCLEO). También llegó a considerarse como parte integrante de los átomos una tercera partícula en estado latente, el fotón (v.), o grano de energía (v. CUANTOS), dotada de propiedades muy diferentes de las dos anteriores

La teoría simplista de Bohr se ha complicado con el descubrimiento de una gran cantidad de partículas elementales (v.) que forman parte integrante del núcleo (v.). Citaremos sólo las más importantes y sus descubridores. Neutrón, de carga nula y masa similar a la del protón (Chadwick, 1932). Electrón positivo (positrón), análogo al negativo, pero con carga positiva (Anderson, 1932). Neutrino, partícula neutra extremadamente ligera, postulada por Pauli en 1931 y puesta de manifiesto experimentalmente por Cowan y Reines en 1955. Mesón (Yukawa, 1935) de masa intermedia entre las del electrón y el protón; los mesones actúan como una especie de cemento que permite que las partículas que integran los núcleos permanezcan unidas. Existen gran variedad de ellos. Los muones (w) (Lattes, Ochialini y Powell, 1948), y los piones (rr) que se obtuvieron artificialmente en 1950 en la Univ. de Berkeley. Posteriormente se descubrieron los mesones K y los hyperones, muy inestables, su vida es de millonésimas de segundo; y mucho más pesados que los anteriores

Actualmente se especula con la posibilidad de que toda la materia puede estar constituida por tres únicas partículas, llamadas quarks. También hay indicios de que las partículas elementales no lo sean en realidad, sino que estén formadas por unidades aún más simples llamadas partones

Las distintas combinaciones de diversos números de partículas elementales, en un núcleo pesado (con carga eléctrica positiva) y cargas negativas ligeras (electrones) a su alrededor, da lugar a distintas especies de átomos, cada uno con su número atómico y su peso atómico propios, que son los distintos elementos químicos (v.) o sustancias simples; de la combinación de varios de estos elementos resultan las moléculas de las demás sustancias materiales

Por lo que se refiere a la llamada "antimateria", ésta sería una materia compuesta de átomos ("antiátomos") en los que cada partícula fuese de carga contraria de las de un átomo normal; es decir, un núcleo de cargas pesadas negativas (en lugar de positivas) rodeado de cargas ligeras positivas (positrones). Aunque se han logrado algunas antipartículas (v.), no parece que pueda lograrse en forma estable, en nuestro mundo, antimateria (v.)

Respecto a la materia viva, objeto de estudio de la Biología (v.), en cuanto viva, ya que en cuanto m. es análoga a la m. de la Física y Química (v. i, 1), la unidad fundamental de dicha m. viva es la célula (v.), la cual, desde el punto de vista fisicoquímico, está compuesta de diversas moléculas (y éstas de átomos, etc.)

Con esto quedan esbozadas las líneas generales acerca de la constitución de la m.; no es necesario extenderse aquí en más detalles, que ya se tratan en los artículos a los que se remite

V. t.: ÁTOMO; PARTÍCULAS ELEMENTALES; ELECTRÓN; NÚCLEO; ELEMENTOS QUÍMICOS; MOLÉCULA; ENLACES QUÍMICOS; FISIÓN Y FUSIÓN NUCLEAR; ANTIMATERIA; ANTIPARTÍCULAS; FÍSICA ATÓMICA; FÍSICA NUCLEAR. Para la m. viva, v. t.: CÉLULA; BIOLOGÍA MOLECULAR; BIOQUÍMICA; BIOFÍSICA; y los artículos y temas a los que allí se hace referencia

L. BRÚ VILLASECA

BIBL.: A. C. CROMBIE y M. A. HOSKIN, History of Science, Cambridge 1962; VARIOS, Histoire générale des Sciences, París1964; L. BRú, Física, 12 ed. Madrid 1969; ID, Mecánica, 4 ed. Madrid 1971; J. GARCÍA SANTESMASES, Física general, 6 ed. Madrid 1967; J. A. BABOR y J. IBARZ, Química general moderna, 7 ed. Barcelona 1970; R. USEN, Química universitaria básica, 2 ed. Madrid 1971; S. ALVARADo, Biología general, 7 ed. Madrid 1964; L. R. B. ELTON, Introducción a la teoría nuclear, Madrid 1964; E. SEGRÉ, Núcleos y partículas, Barcelona 1972; D. HALLIDAY, Introducción a la Física nuclear, Barcelona 1956; J. KAPLAN, Física nuclear, Madrid 1961; H. SEMAT, Física atómica y nuclear, Madrid 1959; y, en general, la Bibl. indicada en el art. anterior (I,1)