Aunque todo en el universo está hecho de pequeñas partículas, ¿por qué cada sustancia tiene propiedades diferentes?

12.6.2016 – “Aunque todo en el universo está hecho de partículas pequeñas, ¿por qué cada sustancia tiene propiedades diferentes?”

Es bastante cierto que el cosmos empírico está formado por pequeñas partículas. Pero lo que parece más relevante para la pregunta es el hecho de que el cosmos está formado por un número muy grande de un número relativamente pequeño de tipos de partículas que pueden combinarse de muchas maneras .

Hay un pequeño número de ‘partículas fundamentales’ en la teoría estándar de la física de partículas. Algunos de ellos son subatómicos y otros se combinan como partículas subatómicas. Que a su vez se combinan como átomos: átomos de los elementos bien conocidos, comenzando con el hidrógeno como el más ligero de los átomos (el número de elementos estables es del orden de 100). Pero los elementos se combinan como moléculas que pueden variar de dos a un gran número de átomos de uno a muchos elementos atómicos.

Las moléculas son las unidades más pequeñas de ‘compuestos’ de los cuales hay un número muy grande, cada uno con diferentes propiedades.

Los compuestos y elementos se dividen en grupos: metálicos / no metálicos, iónicos / covalentes y, a una temperatura dada, estables / inestables y sólidos / líquidos / gaseosos.

Por lo tanto, existe una amplia gama de sustancias, con diferencias significativas pero diferencias menores dentro de los grupos.

El significado químico de la sustancia es algo con composición molecular fija (de lo contrario, es una ‘mezcla’).

Hay otro significado de sustancia como ‘esencia’, por ejemplo, como en el uso de Aristóteles. Aristóteles vio que cada especie tenía una sustancia: la sustancia de los humanos era la humanidad. Hoy sabemos que cada humano es genéticamente único. Esto se debe a la gran cantidad de posibles combinaciones genéticas posibles para el ADN humano.

El pequeño número de partículas fundamentales es responsable de todos los elementos y compuestos químicos; el cosmos, galaxias, estrellas, planetas y más; las formas geológicas y las moléculas orgánicas, células, especies y variedad de poblaciones dentro de la especie.

Se trata de la forma en que se mantienen unidos. Es como si tuvieras una batería y bombillas, y algunas otras cosas de circuito si quieres, pero seamos simples.

Si las baterías son como protones, podría ir más pequeño que eso, pero no lo haré, entonces unir un montón de ellas juntas hará: Un paquete cálido de baterías (si las unes, se sobrecalentarán y explotarán eventualmente) con el propiedades: cálido, duro, no iluminado.

Pero luego incluyes el tipo de partícula, un neutrón o un electrón, como una bombilla. Si tienes un montón de bombillas, tienes una pila de vidrio y metal. Esto tiene las propiedades: agudo, frágil, no iluminado.

Luego, si combina los dos en un circuito, obtendrá una bombilla encendida y una batería fría. Esto es más o menos como se forman los átomos:

Según el nivel que conozca sobre las partículas, hay tres formas de decirlo, comenzando desde el menos complejo hasta el más complejo:

Cada tipo de átomo sigue siendo un átomo, pero tiene diferentes cantidades de reactividad y energía que lo hacen tener diferentes propiedades.

Cada átomo contiene una cierta cantidad de protones y neutrones (y electrones equivalentes a los protones) que tienen una carga positiva y neutra. La cantidad de protones afecta la reactividad y la energía, y los neutrones también tienen energía almacenada, en cierto modo.

Cada neutrón y protón está formado por dos quarks arriba y un quark abajo (protones) o dos quarks abajo y un arriba (neutrones). Estas cosas, a pesar de ser las mismas individualmente, cuando se reorganizan, hacen algo diferente.

Si tiene: +, +, -, solo está hecho de + y -, pero si tiene +, -, -, todavía está hecho de + y -. Sin embargo, el primero es diferente, porque los tres juntos hacen algo diferente a los otros tres juntos.

Es porque cada sustancia tiene sus partículas ordenadas de manera diferente. Piensa en un gas, por ejemplo. Oxígeno, y un sólido Eg. Acero. Las partículas en el acero están dispuestas de manera que es dura y ocupa un espacio más pequeño en comparación con la misma cantidad de oxígeno. Si profundizamos aún más, un átomo se identifica por la cantidad de protones, electrones y neutrones (para isótopos) que tiene. Diferentes materiales tienen diferentes propiedades dependiendo de qué átomos y moléculas estén compuestos. Espero haber respondido a su pregunta.

Porque diferentes cosas en diferentes arreglos tienen diferentes propiedades. Un automóvil tiene diferentes propiedades del montón de partes que lo componen. En cada nivel de la jerarquía, la forma en que se organizan las cosas hace grandes diferencias. Quarks en nucleones, nucleones y electrones en átomos en moléculas, moléculas en células, células en animales. En cada patrón de nivel, la forma en que se organizan las cosas, hace una gran diferencia. Prácticamente nunca puede determinar la naturaleza de un pensamiento al enumerar sus partes: debe saber cómo están organizadas.