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Materia no observada ni identificada, que se manifiesta por su atracción gravitacional sobre las estrellas en las galaxias. Junto con la energía oscura forma quizás el 90% de la materia del Universo. Encontrar la naturaleza de la materia oscura y la naturaleza de la energía del vacío son interrogantes de alta prioridad en estos tiempos. Lo que habremos aprendido para la mitad de este siglo seguramente empequeñecerá todo lo que ahora sabemos.

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Grupo de átomos que se mantienen unidos al compartir electrones. Los átomos se combinan y forman moléculas. Una molécula puede ser tan sencilla como la combinación de dos átomos de oxígeno (O2) o de nitrógeno (N2), que forman la mayoría del aire que respiramos.

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Una forma “complementaria” de materia compuesta de antipartículas que tienen la misma masa que las partículas que la materia ordinaria, pero su carga es opuesta.  La fuerza gravitacional no distingue entre materia y antimateria; ambas se atraen entre sí.

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Los elementos se clasifican de acuerdo con la cantidad de protones que contienen sus átomos. Esa cantidad es el número atómico.  La tabla periódica presenta los átomos de acuerdo con su número atómico y de acuerdo con su ordenamiento eléctrico. Como los renglones de un calendario que listan los días de la semana, cada elemento, de izquierda a derecha, tiene un protón y un electrón más que el elemento previo.

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Distintas formas de un elemento cuyos átomos contienen la misma cantidad de protones, pero cantidades distintas de neutrones.

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Un material químicamente puro que consiste en más de un tipo de átomo se llama compuesto. Un compuesto es diferente de los elementos que lo forman, y tan sólo puede separarse en sus elementos constitutivos mediante procesos químicos.

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Cuando una sustancia está compuesta por átomos del mismo tipo, decimos que tal sustancia es un elemento. Desde luego, si una sustancia contiene sólo un tipo de átomo, correctamente la llamamos un elemento. Un átomo de un elemento específico es la muestra más pequeña de ese elemento. Aunque átomo y elemento a menudo se utilizan de forma indistinta, se prefiere usar elemento cuando se refiere a cantidades macroscópicas.

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El núcleo atómico concentra casi toda la masa de un átomo, aunque sólo ocupa algunas milésimas de billonésima de su volumen.  El principal bloque constituyente del núcleo es el nucleón, el cual a la vez está compuesto por partículas fundamentales llamadas quarks (capítulo 32). Cuando un nucleón está en estado eléctricamente neutral, es un neutrón; cuando está en estado eléctricamente cargado es un protón. todos los protones son idénticos: unos son copias de otros. Al igual sucede con los neutrones: cada uno es idéntico a otro neutrón. Los núcleos más ligeros tienen aproximadamente la misma cantidad de protones y neutrones; los más masivos tienen más neutrones que protones. Los protones tienen carga eléctrica positiva que repele otras cargas positivas, pero atrae cargas negativas. De manera que tipos de cargas iguales se repelen entre sí y cargas diferentes se atraen mutuamente. Los protones positivos en el núcleo atraen una nube circundante de electrones cargados negativamente para constituir un átomo.

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Todas las cosas están formadas por átomos, pequeñas partículas animadas en movimiento perpetuo, que se atraen entre sí cuando están un poco alejadas, pero que se repelen al acercarse entre sí. Toda la materia, como zapatos, barcos, cera de sellado, verduras y hasta reyes y todo material que imaginemos, está formado por átomos. Es la hipótesis atómica, que hoy sirve como fundamento central de toda la ciencia.

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Los átomos, los bloques que constituyen la materia, son increíblemente pequeños. Un átomo es tantas veces menor que tú como una estrella mediana es tantas veces mayor que tú. Una buena forma de decirlo es que estamos entre los átomos y las estrellas.  Los átomos están en un estado de movimiento perpetuo. Se mueven de un lugar a otro. En los sólidos, la tasa de “migración” es baja; en los líquidos, alta; y en los gases, la más alta.

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Los átomos son demasiado pequeños como para poder verlos con luz visible. El tamaño de una partícula visible con el máximo aumento deber ser más grande que la longitud de onda de la luz.