Matéria

Matéria é tudo aquilo que tem massa e volume, ou seja, que ocupa um lugar no espaço. De modo geral, a matéria pode se apresentar em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. A matéria tem propriedades importantes, as quais podem ser físicas e/ou químicas.

A matéria é composta por átomos que, ao se ligarem, formam as moléculas. As moléculas, ao interagirem, formam as substâncias que conhecemos. A matéria pode se apresentar tanto como uma substância pura quanto como uma mistura de substâncias. Albert Einstein foi responsável pela teoria da relatividade, que demonstrou a interrelação entre matéria e energia.

Leia também: Como as propriedades da matéria são cobradas no Enem?

Resumo sobre matéria

• Matéria é tudo aquilo que tem massa e volume.

• É feita de átomos, que, ao se ligarem, formam as moléculas.

• Pode apresentar propriedades físicas, observadas sem alteração da sua composição, e químicas, observadas durante as transformações da matéria.

• Também pode apresentar propriedades gerais, observadas em qualquer matéria, e específicas, as quais variam de acordo com a composição química.

• A matéria pode se apresentar no estado sólido, líquido ou gasoso para nós.

• Pode se apresentar tanto como uma substância pura quanto como uma mistura de substâncias.

• Einstein foi capaz de relacionar matéria e energia por meio da sua equação: E = mc².

Videoaula sobre matéria

O que é matéria?

Matéria é tudo aquilo que tem massa e volume (ou seja, ocupa um lugar no espaço). Com base nisso, a matéria pode se apresentar para nós de formas diferentes, conhecidas como estados físicos.

Quais são as propriedades da matéria?

Pode-se dizer que a matéria apresenta propriedades físicas e químicas. As propriedades físicas são medidas (ou observadas) sem alteração da composição da matéria. As propriedades químicas descrevem as suscetibilidades que a matéria apresenta diante de transformações químicas, em que há alteração da composição da matéria.

As propriedades físicas podem ser divididas em:

• Extensivas: quando variam de acordo com a quantidade de substância, por exemplo, massa e volume.

• Intensivas: quando independem da quantidade de substância, como é o caso da cor, dos pontos de fusão e ebulição, da condutibilidade elétrica e da densidade.

A densidade, aliás, apesar de ser uma propriedade intensiva, acaba sendo fundamentada em duas propriedades extensivas, uma vez que pode ser obtida por meio do quociente entre a massa e o volume em uma dada temperatura.

Em termos de propriedades químicas, por exemplo, vejamos o caso do metal sódio. Toda e qualquer amostra de ouro puro apresentará uma coloração dourada, com a mesma resistência à corrosão e aos ataques ácidos ou alcalinos, demonstrando grande estabilidade química.

Ainda no campo das propriedades, também é possível listar as propriedades da matéria em termos gerais, observados em qualquer matéria, independentemente da sua composição, e as propriedades específicas, as quais variam de acordo com a composição química da matéria.

→ Propriedades gerais da matéria

Entre as propriedades gerais, temos:

• Extensão: versa sobre a capacidade da matéria de ocupar um espaço. O volume, aliás, mede a extensão de um corpo.

• Inércia: propriedade que diz que a matéria manterá sua situação, seja repouso, seja movimento. A inércia é diretamente proporcional à massa, o que quer dizer que corpos de maior massa têm mais dificuldade em alterar seu movimento.

• Impenetrabilidade: versa sobre o princípio de que dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo.

• Compressibilidade: propriedade relacionada à alteração do volume da matéria por ação da pressão.

• Elasticidade: versa sobre a capacidade da matéria de retornar ao seu volume inicial após uma compressão.

• Divisibilidade: propriedade relacionada ao fato de a matéria poder se dividir em partículas menores.

• Indestrutibilidade: versa sobre a incapacidade de se destruir ou criar a matéria, sendo possível apenas transformá-la.

→ Propriedades específicas da matéria

Já entre as propriedades específicas, temos:

• Organolépticas: cor, sabor, odor e brilho, por exemplo.

• Dureza: é a resistência que um corpo oferece à penetração de um corpo duro.

• Maleabilidade: capacidade que a matéria tem de ser moldada, podendo ser reduzida a lâminas.

• Ductilidade: capacidade da matéria se deformar sem se romper. Quanto mais dúctil o material, mais redução na sua seção transversal, mais alongamento. Materiais dúcteis podem formar fios.

• Magnetismo: propriedade de algumas substâncias serem atraídas por ímãs.

Composição da matéria

A matéria é composta por pequenas partículas, conhecidas como átomos. Atualmente, conhece-se 118 diferentes tipos de átomos, sendo que alguns são encontrados na natureza, outros são sintetizados em laboratório.

Os átomos não são visíveis, mesmo com o melhor dos microscópios, mas, quando dois ou mais se unem, formam as moléculas, que, ao se aproximarem e interagirem, formam as substâncias que vemos ao nosso redor.

Veja também: Como podemos reconhecer uma transformação química da matéria?

Os estados físicos da matéria

Basicamente, define-se três estados para a matéria:

→ Sólido

É o estado em que a matéria apresenta alto estado de agregação, com os átomos em posições bem definidas. Os sólidos apresentam, como características, forma e volume fixos, sendo também incompressíveis.

→ Líquido

É o estado em que a matéria apresenta um estado de agregação intermediária, quando os átomos e moléculas apresentam maior mobilidade que nos sólidos, mas não tanto quanto nos gases.

Macroscopicamente é perceptível que os líquidos têm forma variável (dependendo do recipiente em que estão inseridos), mas volume fixo. Embora mais compressíveis que os sólidos, na prática, os líquidos também são considerados incompressíveis.

→ Gás

É o estado em que as partículas constituintes apresentam alta velocidade (energia cinética) e movimentação aleatória, baixa interação e agregação, totalmente oposto ao estado sólido.

Os gases são completamente expansíveis, tomando sempre a forma e o volume do recipiente em que estão inseridos. O grande espaço entre as partículas do gás permite que elas sejam comprimidas, assim sendo, são bastante compressíveis.

Alguns autores gostam de definir o plasma como o quarto estado da matéria. Considera-se o plasma como um estado altamente aquecido, em que os elétrons são ejetados da estrutura atômica e os átomos são completamente ionizados. O nosso universo observável é praticamente todo composto por plasma.

Da mesma forma que um gás é obtido após o aquecimento de um líquido, o plasma é obtido após o aquecimento do gás. Contudo, alguns autores não definem o plasma como um quarto estado, pois, na visão deles, ele continua sendo um gás.

Classificação da matéria

A matéria, quando uma substância, pode se apresentar de duas formas: pura ou mistura. Na forma pura, a matéria é constituída por uma única substância, podendo estar na forma simples, sendo formada por um único tipo de átomo, como é o caso dos gases nobres, dos metais (Fe, Ca, Zn...) e de alguns gases como oxigênio (O₂) e nitrogênio (N₂). Também pode se apresentar de forma composta, formada por dois ou mais tipos de átomos, como é o caso do sal de cozinha (NaCl) e da água (H₂O).

Os átomos em uma substância composta podem ser separados mediante um método químico de separação, como a eletrólise.

Já na mistura, a matéria é formada por duas ou mais substâncias, podendo ser classificada como uma mistura homogênea (ou solução), em que as substâncias estão uniformemente distribuídas e, assim, as propriedades e a composição se repetem em toda a extensão; ou como uma mistura heterogênea, em que as substâncias não apresentam uniformidade na dispersão, por conseguinte, as propriedades e a composição não são as mesmas em qualquer ponto da mistura.

Os componentes de uma mistura podem ser separados mediante um método físico de separação, como destilação, decantação e filtração.

Matéria e energia

Antes de Albert Einstein, matéria e energia eram tópicos distintos. Matéria seria tudo o que tem massa e volume e energia seria aquilo que faria a matéria se movimentar, basicamente. Contudo, na primeira década do século XX, Einstein apresentou a sua teoria da relatividade, a qual tem como ponto marcante a célebre equação E = mc², ou seja: energia é igual à massa vezes o quadrado da velocidade da luz. Assim, inicia-se uma interrelação entre massa e energia.

A relatividade confronta um ponto importante: a indestrutibilidade da matéria. Na verdade, a matéria, em condições específicas, pode ser convertida em energia. E energia não é matéria. Outro ponto de interesse é a presença da velocidade da luz, uma constante de valor muito alto. Isso significa que, mesmo pequenas quantidades de massa têm quantidades exorbitantes de energia.

Além disso, como o movimento da matéria é medido pela energia cinética, a equação de Einstein demonstra que: quanto mais rápido o corpo (maior sua energia cinética), maior é a sua massa! Obviamente que isso não é observável nas condições que vivemos, o acréscimo de massa ao nos movimentarmos mais rapidamente é simplesmente ínfimo.

Contudo, caso um objeto se aproxime da velocidade da luz, sua massa aumentará de forma abrupta, com isso, uma quantidade exorbitante de energia será necessária para colocar o objeto na velocidade da luz. Isso demonstra o porquê de ser impossível a matéria trafegar na velocidade da luz ou acima dela.

Principais diferenças entre matéria, objeto e corpo

A matéria pode, ainda, criar um sistema hierárquico com os conceitos de corpo e objeto. Dessa forma, a matéria é tudo aquilo que tem massa e volume. Ao selecionarmos uma fração da matéria, uma porção limitada, temos um corpo. Caso esse corpo sofra alterações por seres humanos para que desempenhe uma função, ele é chamado de objeto.

Por exemplo, o ferro é a matéria, enquanto uma barra de ferro é um corpo, já um prego de ferro seria o objeto. Da mesma forma, a madeira pode ser a matéria, bem como uma tora ser o corpo, e uma mesa ser o objeto.

Saiba mais: O que é o número atômico?

Exemplos de matéria

Basicamente tudo que está no estado sólido, líquido ou gasoso a nossa volta é matéria, por exemplo:

• Os diversos metais, como ferro, ouro, prata, cobre, alumínio, entre outros.

• O ar que respiramos, uma mistura feita, majoritariamente, de gases nitrogênio e oxigênio.

• A água que usamos todos os dias para beber, cozinhar, nos limpar, entre outros diversos usos.

• Compostos feitos de ametais, como o carvão (feito de carbono) e o vidro (feito de dióxido de silício).

• O açúcar que usamos para adoçar a comida, assim como o sal que usamos para temperar.

Exercícios resolvidos sobre a matéria

Questão 1. (Etec/2023-2) As estâncias hidrominerais possuem fontes de águas minerais, com cachoeiras e rios, sendo uma opção de passeio no estado de São Paulo.

Na região centro-oeste do estado, fica Águas de Santa Bárbara e, perto de Minas Gerais, Águas da Prata. No Parque Estadual de Águas da Prata, a água é tida como a mais radioativa das Américas. Essa radiação, contudo, não faz mal, já que possui propriedades medicinais.

https://tinyurl.com/8pctdtht. Acesso em: 2001.03.23. Adaptado.

O produto dessas fontes, a água mineral, é um exemplo de

a) substância composta.

b) substância simples.

c) substância pura.

d) mistura destilada.

e) mistura.

Resposta: Letra E

A água mineral é uma mistura homogênea (uma solução) de água com diversos sais minerais, que consistem em íons (ou eletrólitos) dissolvidos, tais como sódio, cálcio, potássio, cloro, magnésio, entre outros. No rótulo da embalagem, é possível ver a composição da água mineral.

Questão 2. (PUC-MG Medicina/2023-2) Quando uma amostra de um material na fase de vapor é resfriada, ela condensa em um líquido.

Se compararmos o que ocorre com as moléculas originalmente na amostra de gás com as moléculas na amostra do líquido, podemos afirmar que as moléculas na amostra do estado de vapor

a) estão mais próximas umas das outras do que estão na amostra do líquido.

b) movem mais rapidamente do que na amostra do líquido.

c) pesam menos do que as mesmas moléculas na amostra do líquido.

d) são maiores que as mesmas moléculas na amostra do líquido.

Resposta: Letra B

No gás, as moléculas estão com interações intermoleculares mais fracas (praticamente inexistentes). Com isso, as moléculas têm maior energia cinética e grau de liberdade de movimentação, assim, se movendo muito mais rapidamente que na amostra líquida.

Fontes

CENTRO DE INFORMAÇÃO METAL MECÂNICA. Dicionário. Disponível em: https://www.cimm.com.br/portal/verbetes

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

LIBRETEXTS – CHEMISTRY. Matter and Energy. Cap. 3. In: Introductory Chemistry. Disponível em: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Introductory_Chemistry/03%3A_Matter_and_Energy

LIBRETEXTS – CHEMISTRY. Introduction – Matter and Measurement. In: Chemistry – The Central Science. Disponível em: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/01%3A_Introduction_-_Matter_and_Measurement

PLASMA SCIENCE AND FUSION CENTER – MIT. What is Plasma? Disponível em: https://www.psfc.mit.edu/vision/what_is_plasma

U. S. DEPARTMENT OF ENERGY. DOE Explains... Relativity. Office of Science. Disponível em: https://www.energy.gov/science/doe-explainsrelativity