La química

La química es la ciencia natural que estudia la materia, su estructura, propiedades y transformación a nivel atómico, molecular y macromolecular.

Es la ciencia que se ocupa de los cambios que experimenta la materia. Esta se nos presenta bajo diversas formas llamadas materiales, cada uno de ellos ofrece características específicas (propiedades) que permiten describirla.

Los procesos naturales estudiados por la química involucran partículas fundamentales (electrones, protones y neutrones), partículas compuestas (núcleos atómicos, átomos y moléculas) o estructuras microscópicas como cristales y superficies.

La química Como ciencia

La química es una ciencia, entendiéndose por una tal rama delimitada del conocimiento con métodos que le son propios. La química constituye conjuntamente con la física y la biología, un grupo llamado Ciencias Físicas, cuyos objetivos específicos difieren pero con procedimientos comunes.

La ubicuidad de la química en las ciencias naturales hace que sea considerada la Ciencia Central. La química es de importancia en muchos campos del conocimiento, como la física, la ciencia de materiales, la biología, la medicina, la geología y la astronomía, entre otros.

Origen de la química

Los orígenes de la Química se remontan a los de la humanidad. El primer químico de la historia, aun sin saberlo, fue el ser humano que controló y usó el fuego. Durante muchos siglos, el progreso de la Química (conocida como Alquimia) se centró en una serie de recetas útiles con fines idealistas (como por ejemplo el elixir de la eterna juventud o la transmutación de metales) o para resolver problemas prácticos (pólvora, metales y aleaciones, remedios curativos, etc.), con poco fundamento científico.

Las primeras experiencias del ser humano como químico se dieron con la utilización del fuego en la transformación de la materia, la obtención de hierro a partir del mineral y de vidrio a partir de arena son claros ejemplos. Poco a poco la especie humana se dio cuenta de que otras sustancias también tienen este poder de transformación. Se dedicó un gran empeño en buscar una sustancia que transformara un metal en oro, lo que llevó a la creación de la alquimia. La acumulación de experiencias alquímicas jugó un papel vital en el futuro establecimiento de la química.

La química es una ciencia empírica, ya que estudia las cosas por medio del método científico, es decir, por medio de la observación, la cuantificación y, sobre todo, la experimentación. En su sentido más amplio, la química estudia las diversas sustancias que existen en nuestro planeta así como las reacciones que las transforman en otras sustancias. Por otra parte, la química estudia la estructura de las sustancias a su nivel molecular. Y por último, pero no menos importante, sus propiedades.

Linus Pauling (1901-1994) propuso la siguiente definición: "La Química es la ciencia que estudia las sustancias, su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias".

Principal representante de la química moderna

La era moderna se inicio con Antonie Lavoisier en 1795, con su obra “Tratado elemental de la química”. Donde explica los procesos de combustión, respiración y calcinación. Introdujo el uso de la balanza en el laboratorio, demostró que la materia tiene masa, que la continuidad de materia en una reacción se conserva y enuncio la ley de la conservación de la materia.

Importancia de la química

La química nos permite obtener un entendimiento importante de nuestro mundo su funcionamiento. Se trata de una ciencia eminentemente práctica que tiene influencia enorme sobre nuestra vida diaria.

De hecho, la química esta en el centro de muchas cuestiones que preocupan a casi todo el mundo: el mejoramiento de la atención medica, la conservación de los recursos naturales, la protección del entorno, la satisfacción de nuestras necesidades diaria en cuanto a alimento, vestido y albergue.

Con la ayuda de la química hemos descubierto sustancias farmacéuticas que fortalecen nuestra salud y prolongan la vida. Hemos aumentado la producción de alimentos mediante el desarrollo de fertilizantes y plaguicidas.

La química es parte de nuestra vida y que está presente en todos los aspectos fundamentales de nuestra cotidianidad. La calidad de vida que podemos alcanzar se la debemos a los alcances y descubrimientos que el estudio de la química aplicada nos ha dado.

Relación de la química con otras ciencias

Al ser la Química la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones, la relación que tiene con otras disciplinas y ciencias es enorme. Por ejemplo:

a) Química y Matemáticas.- Las matemáticas constituyen una herramienta esencial en la cuantificación de los fenómenos químicos (desde la estequiometria de las reacciones hasta el cálculo de los tiempos de vida media de los elementos radiactivos)

b) Con la Física. Dando origen a la "Fisicoquímica" que es la disciplina que estudia fenómenos como los cambios de fase en la materia, termodinámica y cinética de reacciones químicas, química coloidal, electroquímica, etc.

c) Con la Biología. Dando origen a la Bioquímica que es la disciplina que estudia los fenómenos ocurridos en los seres vivos a nivel molecular. Desde la composición de la materia viviente hasta los complejos procesos metabólicos que se presentan en todo ser vivo.

d) Con la Astronomía. Lo que se conoce como Astroquímica y que es simplemente la extensión de los métodos de análisis químicos a los fenómenos y cuerpos celestes (análisis espectral de elementos en las estrellas y galaxias lejanas).

e) Con la Geología.- Dando origen a la Geoquímica, que estudia la composición de las capas que componen el planeta Tierra.

f) Con el área industrial dando origen a la Ingeniería Química, que estudia la forma óptima de obtener productos derivados de reacciones químicas controladas.

Relación de la química nivel industrial

La industria de transformación de materias primas, ninguna esta exenta de utilizar la química, todas las industrias la usan, unas en mayor proporción que otras.

La actividad de la industria química tiene que ver con la transformación de unas materias primas para obtener unos productos denominados Productos Químicos. Esta transformación se refiere, no solamente a los productos minerales sino también a los derivados del petróleo o a los del gas natural. De esta forma, se dividen los productos químicos en orgánicos e inorgánicos, dependiendo de cual sea su naturaleza. Mediante el uso de ambos y su transformación, se cubren las necesidades que se demandan desde sectores industriales, tales como el del papel y la siderurgia, o el de los fertilizantes, los plásticos, las fibras sintéticas, el caucho, los detergentes y otros, intermedios o finales.

La química en la vida diaria

La química esta presente en todas las actividades del ser humano, ya que muchos de los objetos que usamos en nuestras vidas están hechos de materiales que se obtienen por procesos químicos, por ejemplo:

Cuando despertamos de la cama, estamos rodeados de ropa, es decir de tejidos hechos ya sea con fibras naturales o sintéticas.

Al asearnos utilizamos agua, jabones, geles, pasta de dientes, shampoo, desodorante, cremas.

Posteriormente, desayunamos, consumiendo hidratos de carbono, ácidos grasos y proteínas.

Para conservar los alimentos en buenas condiciones utilizamos aditivos químicos, mejor conocidos como conservadores.

Símbolos químicos y valencias

Los símbolos químicos son los elementos que se representan mediante símbolos, que construyen con la primera o primeras letras de sus nombres. Ejemplo:

Oxigeno= O Calcio=Ca Cobre=Cu

En las sustancias compuestas los elementos se unen en proporciones fijase invariables de peso. El mantenimiento de esta proporción, hace necesario, a veces, el uso de subíndices en las formulas. Los subíndices están vinculados a la capacidad de combinación de elementos.

Las valencias es la capacidad de combinación de una especie quimica. El elemento que se ha tomado como patrón, para fijar la valencia de los demás, es el hidrogeno. Así que se le ha asignado la valencia uno y se dice que es monovalente.

Nomenclatura y su clasificación

a) Nomenclatura tradicional: se utilizan los sufijos “oso” o “ico” para indicar que se representa con la menor o mayor valencia respectivamente. En la nomenclatura moderna se permite colocar el nombre del metal sin sufijo alguno. Pero agregando su valencia en números romanos y entre paréntesis.

b) Nomenclatura moderna o stock: es la que se coloca dentro de un paréntesis la valencia del elemento pero en números romanos.

c) Nomenclatura sistematica: se toma en cuenta el numero de atomos de oxigeno de la siguiente manera:1 átomo de oxigeno= Mono2 átomos de oxigeno= Di3 átomos de oxigeno= Tri4 átomos de oxigeno= Tetra5 átomos de oxigeno= Penta6 átomos de oxigeno= Hexa7 átomos de oxigeno= Hepta8 átomos de oxigeno= Octa9 átomos de oxigeno= Nona10 átomos de oxígenos= Deca

Compuestos químicos

Son mezclas de elementos químicos, unidos a través de una muy fuerte interacción. Estos compuestos se representa con formulas químicas que vienen a hacer un conjunto de símbolos dispuestos en la forma adecuada para explicar sus propiedades. Estas son:

Óxidos: Son un extenso grupo de compuestos binarios que resultan de la unión de un metal o no metal con el oxigeno. Se clasifican en óxidos básicos u óxidos metálicos y óxidos ácidos u no metálicos.

Ácidos: son grupos de compuestos que pueden ser identificados por su acción frente a los indicadores.

Bases: Son compuestos que resultan de la unión de un oxido básico con el agua.

Sales: Son compuestos que resultan de la reacción de un acido con una base.

Átomos: El átomo es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

Moléculas: En química, se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalentemente que forman un sistema estable y eléctricamente neutro.

Iones: son los bloques de construcción de la materia y se arreglan en moléculas de tamaño específico o en estructuras gigantes. Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).

Numero atómico: el número atómico es el número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z y le da identidad al átomo. El número atómico es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear. Los átomos de diferentes elementos tienen diferentes números de electrones y protones.

Masa atómica: La masa atómica es considerada como la masa total de protones y neutrones en un solo átomo (cuando el átomo no tiene movimiento). La masa atómica está definida como la masa de un átomo, que sólo puede ser de un isótopo a la vez, y no es un promedio ponderado en las abundancias de los isótopos.

Masa molecular: La masa molecular relativa es un número que indica cuántas veces la masa de una molécula de una sustancia es mayor que la unidad de masa molecular, que son conceptos distintos. La masa molecular se calcula sumando las masas atómicas de los elementos que componen la molécula.

Conclusión

Bibliografia

Wikipedia.com