Química
Se denomina química
(del árabe kēme (kem, كيمياء), que significa 'tierra') a la ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. Históricamente la química moderna es la evolución de la alquimia tras la Revolución química (1733).
Las disciplinas de la química se han agrupado según la clase de materia
bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre éstas se tienen la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que trata con la materia orgánica; la bioquímica, el estudio de substancias en organismos
biológicos; la físico-química, que comprende los aspectos energéticos de
sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares y atómicas; la química analítica, que analiza muestras de
materia y trata de entender su composición y estructura. Otras ramas de la
química han emergido en tiempos recientes, por ejemplo, la neuroquímica estudia los aspectos químicos del cerebro.
La ubicuidad de la
química en las ciencias naturales hace que sea considerada una de las ciencias básicas. La química es de gran
importancia en muchos campos del conocimiento, como la ciencia de materiales, la biología, la farmacia, la medicina, la geología, la ingeniería y la astronomía, entre otros.
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.
Desde el punto de
vista microscópico, las partículas involucradas en una reacción química pueden
considerarse un sistema cerrado que intercambia energía con su entorno. En
procesos exotérmicos, el sistema libera energía a su entorno,
mientras que un proceso endotérmico solamente puede ocurrir cuando el entorno
aporta energía al sistema que reacciona. En la mayor parte de las reacciones
químicas hay flujo de energía entre el sistema y su campo de influencia, por lo
cual puede extenderse la definición de reacción química e involucrar la energía cinética (calor) como un reactivo o
producto.
Aunque hay una
gran variedad de ramas de la química, las principales divisiones son:
Es común que entre
las comunidades académicas de químicos la química analítica no sea considerada entre las
subdisciplinas principales de la química y sea vista más como parte de la tecnología
química.
Otro aspecto notable en esta clasificación es que la química inorgánica sea
definida como "química no orgánica". Es de interés también que la
química física (o fisicoquímica) es diferente de la física química. La diferencia es clara en inglés:
"chemical physics" y "physical chemistry"; en español, ya
que el adjetivo va al final, la equivalencia sería:
- química física
Physical chemistry - física química Chemical physics
Usualmente los
químicos reciben entrenamiento formal en términos de físicoquímica (química
física) y los físicos trabajan problemas de la física química.
La gran
importancia de los sistemas biológicos hace que en la actualidad gran parte del
trabajo en química sea de naturaleza bioquímica. Entre los problemas más
interesantes se encuentran, por ejemplo, el estudio del desdoblamiento
de las proteínas y la relación entre secuencia, estructura y función de proteínas.
Si hay una partícula importante y representativa
en la química, es el electrón. Uno de los mayores logros de
la química es haber llegado al entendimiento de la relación entre reactividad
química y distribución electrónica de átomos, moléculas o sólidos. Los químicos
han tomado los principios de la mecánica cuántica y sus soluciones
fundamentales para sistemas de pocos electrones y han hecho aproximaciones
matemáticas para sistemas más complejos. La idea de orbital atómico y molecular
es una forma sistemática en la cual la formación de enlaces es comprensible y
es la sofisticación de los modelos iniciales de puntos de Lewis. La naturaleza
cuántica del electrón hace que la formación de enlaces sea entendible
físicamente y no se recurra a creencias como las que los químicos utilizaron
antes de la aparición de la mecánica cuántica. Aún así, se obtuvo gran
entendimiento a partir de la idea de puntos de Lewis.
- Química inorgánica: síntesis y estudio de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.
- Química orgánica: Síntesis y estudio de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.
- Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.
- Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electroquímica, la mecánica estadística y la espectroscopia. Usualmente se la asocia también con la química cuántica y la química teórica.
- Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa. En la actualidad también intenta aunar sus intereses iniciales, con un bajo daño al medio ambiente.
- Química analítica: estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra. Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.
QUIMICA ORGANICA
la Química Orgánica o Química
del carbono es la rama de la química que estudia
una clase numerosa de moléculas que
contienen carbono formando
enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también
conocidos como compuestos orgánicos. Friedrich Wöhler y Archibald Scott Couper son conocidos como los "padres" de la química
orgánica.|
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La química orgánica se constituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos". La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.
Química inorgánica
La química
inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación, composición,
estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo,
ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces
carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es
siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de
ambas.
Antiguamente se
definía como la química de la materia inorgánica, pero quedó obsoleta al
desecharse la hipótesis de la fuerza vital, característica que se
suponía propia de la materia viva que no podía ser creada y permitía la
creación de las moléculas orgánicas. Se suele clasificar los
compuestos inorgánicos según su función en ácidos, bases, óxidos y sales, y los
óxidos se les suele dividir en óxidos metálicos (óxidos básicos o anhídridos
básicos) y óxidos no metálicos (óxidos ácidos o anhídridos ácidos)
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