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Química

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Química
TipoCiencia natural
Objeto de estudioMateria, composición, estructura, propiedades y transformaciones
Ramas principalesInorgánica, orgánica, bioquímica, fisicoquímica, analítica, industrial
Organismo de referenciaIUPAC
Año Internacional2011 (ONU)

1. Resumen[editar]

La química es la ciencia natural que estudia y analiza la composición, estructura y propiedades de la materia, ya sea en forma de elementos, especies, compuestos, mezclas u otras sustancias, así como los cambios que estas experimentan durante las reacciones y su relación con la energía química.[1]

Linus Pauling la definió como la ciencia que estudia las sustancias, su estructura —los tipos y formas de acomodo de los átomos—, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias en referencia con el tiempo.[2]

La química es llamada a menudo «ciencia central» por su papel de conexión con las otras ciencias naturales: se relaciona con la física por medio de la fisicoquímica, con la biología mediante la bioquímica, con la astronomía a través de la astroquímica y con la geología por vía de la geoquímica, entre otras. La mayor parte de los procesos químicos se pueden estudiar directamente en el laboratorio usando técnicas de manipulación de materiales y de comprensión de los procesos subyacentes. Una aproximación alternativa es la que proporciona la química computacional, que extrae conclusiones de modelos computacionales.

La química moderna se desarrolló a partir de la alquimia, una práctica protocientífica de carácter esotérico pero también experimental, que combinaba elementos de química, física, biología, metalurgia y farmacéutica, entre otras disciplinas. Esta fase termina con la revolución química, con el descubrimiento de los gases por Robert Boyle, la ley de conservación de la materia y la teoría de la combustión por oxígeno, postuladas por Antoine Lavoisier.[3]

La sistematización se hizo patente con la creación de la tabla periódica de los elementos y la introducción de la teoría atómica, cuando los investigadores desarrollaron una comprensión fundamental de los estados de la materia, los iones, los enlaces químicos y las reacciones químicas. Desde la primera mitad del siglo XIX, el desarrollo de la química lleva aparejada la aparición y expansión de una industria química de gran relevancia en la economía y la calidad de vida actuales.

2. Etimología[editar]

La palabra química procede de «alquimia», el nombre de un antiguo conjunto de prácticas protocientíficas que abarcaba diversos elementos de la actual ciencia, además de otras disciplinas muy variadas como la metalurgia, la astronomía, la filosofía, el misticismo o la medicina.[4] La alquimia, practicada al menos desde alrededor del año 330, además de buscar la fabricación de oro, estudiaba la composición de las aguas, la naturaleza del movimiento, del crecimiento, de la formación de los cuerpos y su descomposición, y la conexión espiritual entre los cuerpos y los espíritus.[5]

Un alquimista solía ser llamado en lenguaje cotidiano «químico», y posteriormente —oficialmente, a partir de la publicación, en 1661, de El químico escéptico, del químico irlandés Robert Boyle— se denominaría química al arte que practicaba.[6]

A su vez, alquimia deriva de la palabra árabe al-kīmīā (الکیمیاء). En su origen, el término fue un préstamo tomado del griego antiguo, de las palabras χημία o χημεία (khemia y khemeia, respectivamente).[7][8] La primera podría tener origen egipcio: muchos creen que al-kīmīā deriva de χημία, que a su vez deriva de la palabra Chemi, Kimi o Kham, nombre antiguo de Egipto en lengua egipcia. Según esa hipótesis, khemeia podría ser «el arte egipcio».[7:1] Otra alternativa es que derivara de χημεία, que significa «fusionar».[9] Una tercera hipótesis, con más adeptos en la actualidad, dice que khemeia deriva del griego khumos, el jugo de una planta, y que vendría a significar «el arte de extraer jugos»; en este caso, «jugo» podría ser un metal, y por tanto podría ser «el arte de la metalurgia».[10]

3. Definición y objeto de estudio[editar]

La definición de química ha cambiado a través del tiempo, a medida que se han añadido nuevos descubrimientos a la funcionalidad de esta ciencia. El término, según Robert Boyle en 1661, se trataba del área que estudiaba los principios de los cuerpos mezclados.[11]

En 1663, la química se definía como un arte científico por el cual se aprende a disolver cuerpos, obtener de ellos las diferentes sustancias de su composición y cómo unirlos después para alcanzar un nivel mayor de perfección; esto según el químico Christopher Glaser.[12]

La definición de 1745 usada por Georg Stahl era el arte de entender el funcionamiento de las mezclas, compuestos o cuerpos hasta sus principios básicos, y luego volver a componer esos cuerpos a partir de esos mismos principios.[13]

En 1857, Jean-Baptiste Dumas consideró la palabra química para referirse a la ciencia que se preocupaba de las leyes y efectos de las fuerzas moleculares.[14] Esta definición luego evolucionaría hasta que, en 1947, se la definió como la ciencia que se preocupaba de las sustancias: su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias, caracterización dada por Linus Pauling.[15] Más recientemente, en 1988, la definición de química se amplió para ser «el estudio de la materia y los cambios que implica», según palabras del profesor Raymond Chang.[16]

4. Historia[editar]

4.1 De la alquimia a la ciencia[editar]

Bajo la influencia de los nuevos métodos empíricos propuestos por sir Francis Bacon, Robert Boyle, Robert Hooke y John Mayow, entre otros, comenzaron a remodelarse las viejas tradiciones acientíficas en una disciplina científica. Boyle, en particular, es considerado como el padre fundador de la química debido a su trabajo más importante, El químico escéptico, donde se hace la diferenciación entre las pretensiones subjetivas de la alquimia y los descubrimientos científicos empíricos de la nueva química.[17] Él formuló la ley de Boyle, rechazó los «cuatro elementos» y propuso una alternativa mecánica de los átomos y las reacciones químicas, las cuales podrían ser objeto de experimentación rigurosa, demostrándose o siendo rebatidas de manera científica.[18]

La teoría del flogisto —una sustancia que, suponían, producía toda combustión— fue propuesta por el alemán Georg Ernst Stahl en el siglo XVIII y solo fue rebatida hacia finales de siglo por el químico francés Antoine Lavoisier, quien dilucidó el principio de conservación de la masa y desarrolló un nuevo sistema de nomenclatura química utilizada hasta el día de hoy.[19]

Antes del trabajo de Lavoisier, sin embargo, se habían hecho muchos descubrimientos importantes, particularmente en lo que se refiere a la naturaleza del «aire», que se descubrió que se compone de muchos gases diferentes. El químico escocés Joseph Black —considerado el primer químico experimental— y el neerlandés J. B. van Helmont descubrieron dióxido de carbono, o lo que Black llamaba «aire fijo», en 1754. Henry Cavendish descubrió el hidrógeno y dilucidó sus propiedades. Finalmente, Joseph Priestley e, independientemente, Carl Wilhelm Scheele aislaron oxígeno puro.

El científico inglés John Dalton propuso en 1803 la teoría moderna de los átomos en su libro La teoría atómica, donde postula que todas las sustancias están compuestas de «átomos» indivisibles de la materia y que los diferentes átomos tienen diferentes pesos atómicos.

4.2 La revolución química y la tabla periódica[editar]

El desarrollo de la teoría electroquímica de combinaciones químicas se produjo a principios del siglo XIX como resultado del trabajo de dos científicos en particular, Jöns Jacob Berzelius y Humphry Davy, gracias a la invención, no hacía mucho, de la pila voltaica por Alessandro Volta. Davy descubrió nueve elementos nuevos, incluyendo los metales alcalinos, mediante la extracción de ellos a partir de sus óxidos con corriente eléctrica.[20]

El británico William Prout propuso ordenar a todos los elementos por su peso atómico, ya que todos los átomos tenían un peso que era un múltiplo exacto del peso atómico del hidrógeno. J. A. R. Newlands ideó una primitiva tabla de los elementos, que luego se convirtió en la tabla periódica moderna creada por el alemán Julius Lothar Meyer y el ruso Dmitri Mendeleev en 1860.[21] Los gases inertes, más tarde llamados gases nobles, fueron descubiertos por William Ramsay en colaboración con lord Rayleigh al final del siglo, llenando así la estructura básica de la tabla.

La química orgánica ha sido desarrollada por Justus von Liebig y otros luego de que Friedrich Wöhler sintetizara urea, demostrando que los organismos vivos eran, en teoría, reducibles a terminología química.[22] Otros avances cruciales del siglo XIX fueron la comprensión de los enlaces de valencia (Edward Frankland, 1852) y la aplicación de la termodinámica a la química (J. W. Gibbs y Svante Arrhenius, 1870).

4.3 Estructura química y siglo XX[editar]

Llegado el siglo XX, los fundamentos teóricos de la química fueron finalmente entendidos debido a una serie de descubrimientos que tuvieron éxito en comprobar la naturaleza de la estructura interna de los átomos. En 1897, J. J. Thomson, de la Universidad de Cambridge, descubrió el electrón y poco después el científico francés Becquerel, así como la pareja de Pierre y Marie Curie, investigó el fenómeno de la radiactividad. En una serie de experimentos de dispersión, Ernest Rutherford, en la Universidad de Mánchester, descubrió la estructura interna del átomo y la existencia del protón, clasificando y explicando los diferentes tipos de radiactividad, y con éxito transmutó el primer elemento mediante el bombardeo de nitrógeno con partículas alfa.

El trabajo de Rutherford en la estructura atómica fue mejorado por sus estudiantes, Niels Bohr y Henry Moseley. La teoría electrónica de los enlaces químicos y orbitales moleculares fue desarrollada por los científicos estadounidenses Linus Pauling y Gilbert N. Lewis.

El año 2011 fue declarado por las Naciones Unidas como el Año Internacional de la Química.[23] Esta iniciativa fue impulsada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, en conjunto con la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura.

5. Principios de la química moderna[editar]

El actual modelo de la estructura atómica es el modelo mecánico cuántico.[24] La química tradicional comenzó con el estudio de las partículas elementales: átomos, moléculas, sustancias, metales, cristales y otros agregados de la materia.[25] La materia podía ser estudiada en estados líquido, de gas o sólido, ya sea de manera aislada o en combinación. Las interacciones, reacciones y transformaciones que se estudian en química son generalmente el resultado de las interacciones entre átomos, dando lugar a reordenamientos de los enlaces químicos que los mantienen unidos a otros átomos. Tales comportamientos son estudiados en un laboratorio de química.

Una reacción química es la transformación de algunas sustancias en una o más sustancias diferentes.[26] La base de tal transformación química es la reordenación de los electrones en los enlaces químicos entre los átomos. Se puede representar simbólicamente como una ecuación química, que por lo general implica átomos como la partícula central. El número de átomos a la izquierda y a la derecha en la ecuación para una transformación química debe ser igual; cuando es desigual, la transformación por definición no es química, sino más bien una reacción nuclear o desintegración radiactiva. El tipo de reacciones químicas que una sustancia puede experimentar, y los cambios de energía que pueden acompañarlas, son determinados por ciertas reglas básicas conocidas como leyes químicas.

5.1 Materia[editar]

En química, materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa, forma, peso y volumen, por lo tanto, se puede observar y medir. La materia es la sustancia que forma los cuerpos físicos, compuestos por partículas. Las partículas que componen la materia también poseen masa en reposo; sin embargo, no todas las partículas tienen masa en reposo, un ejemplo es el fotón. La materia puede ser una sustancia química pura o una mezcla de sustancias.[27]

5.2 Átomos[editar]

El átomo es la unidad básica de la química. Se compone de un núcleo denso llamado núcleo atómico, el cual es rodeado por un espacio denominado «nube de electrones». El núcleo se compone de protones cargados positivamente y neutrones sin carga, ambos denominados nucleones. La nube de electrones son electrones que giran alrededor del núcleo cargados negativamente.

En un átomo neutro, los electrones cargados negativamente equilibran la carga positiva de los protones. El núcleo es denso: la masa de un nucleón es 1836 veces mayor que la de un electrón; sin embargo, el radio de un átomo es aproximadamente 10 000 veces mayor que el de su núcleo.[28][29]

El átomo es la entidad más pequeña que se debe considerar para conservar las propiedades químicas del elemento, tales como la electronegatividad, el potencial de ionización, los estados de oxidación preferidos, los números de coordinación y los tipos de enlaces que un átomo prefiere formar (metálicos, iónicos, covalentes, etc.).

5.3 Elemento químico[editar]

Un elemento químico es una sustancia pura que se compone de un solo tipo de átomo, caracterizado por su número particular de protones en los núcleos de sus átomos, número conocido como «número atómico» y representado por el símbolo Z. El número másico es la suma del número de protones y neutrones en el núcleo. Aunque todos los núcleos de todos los átomos que pertenecen a un elemento tengan el mismo número atómico, no necesariamente deben tener el mismo número másico; átomos de un elemento que tienen diferentes números de masa se conocen como isótopos. Por ejemplo, todos los átomos con 6 protones en sus núcleos son átomos de carbono, pero los átomos de carbono pueden tener números másicos de 12 o 13.[29:1]

La presentación estándar de los elementos químicos está en la tabla periódica, la cual ordena los elementos por número atómico. La tabla periódica se organiza en grupos (también llamados columnas) y períodos (o filas). La tabla periódica es útil para identificar tendencias periódicas.[30]

5.4 Compuesto químico[editar]

Un compuesto químico es una sustancia química pura compuesta de más de un elemento. Las propiedades de un compuesto tienen poca similitud con las de sus elementos.[31] La nomenclatura estándar de los compuestos es fijada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Los compuestos orgánicos se nombran según el sistema de nomenclatura orgánica,[32] y los compuestos inorgánicos según el sistema de nomenclatura inorgánica.[33] Además, el Servicio de Resúmenes Químicos ha ideado un método para nombrar sustancias químicas; en este esquema cada sustancia química es identificable por un número conocido como número de registro CAS.

5.5 Enlaces y orbitales[editar]

Los enlaces son las uniones entre átomos para formar moléculas. Siempre que existe una molécula es porque esta es más estable que los átomos que la forman por separado. A la diferencia de energía entre estos dos estados se le denomina energía de enlace.

Los átomos se combinan en proporciones fijas para generar moléculas concretas. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno se combinan con uno de oxígeno para dar una molécula de agua. Esta proporción fija se conoce como estequiometría. Sin embargo, el mismo número y tipo de átomos puede combinarse de diferente forma dando lugar a sustancias isómeras.[34]

Para una descripción y comprensión detalladas de las reacciones químicas y de las propiedades físicas de las diferentes sustancias, es muy útil su descripción a través de orbitales, con ayuda de la química cuántica. Un orbital atómico es una función matemática que describe la disposición de uno o dos electrones en un átomo. Un orbital molecular es el análogo en las moléculas.

En la teoría del orbital molecular, la formación del enlace covalente se debe a una combinación matemática de orbitales atómicos (funciones de onda) que forman orbitales moleculares, llamados así porque pertenecen a toda la molécula y no a un átomo individual. Al igual que un orbital atómico, un orbital molecular tiene un tamaño, una forma y una energía específicos. Por ejemplo, en la molécula de hidrógeno molecular se combinan dos orbitales atómicos, ocupado cada uno por un electrón. Hay dos formas en que puede presentarse la combinación de orbitales: aditiva y substractiva. La combinación aditiva produce la formación de un orbital molecular que tiene menor energía y que presenta una forma casi ovalada, mientras que la combinación substractiva conduce a la formación de un orbital molecular con mayor energía y que genera un nodo entre los núcleos.

5.6 De los orbitales a las sustancias[editar]

Los orbitales son funciones matemáticas para describir procesos físicos: un orbital únicamente existe en el sentido matemático, como pueden existir una suma, una parábola o una raíz cuadrada. Los átomos y las moléculas son también idealizaciones y simplificaciones: un átomo y una molécula solo existen en el vacío, y en sentido estricto una molécula solo se descompone en átomos si se rompen todos sus enlaces.

En el «mundo real» únicamente existen los materiales y las sustancias. Si se confunden los objetos reales con los modelos teóricos que se usan para describirlos, es fácil caer en falacias lógicas.

5.7 Disoluciones y concentración[editar]

En agua y en otros disolventes (como la acetona o el alcohol), es posible disolver sustancias, de forma que quedan disgregadas en las moléculas o en los iones que las componen; las disoluciones son transparentes. Cuando se supera cierto límite, llamado solubilidad, la sustancia ya no se disuelve, y queda, bien como precipitado en el fondo del recipiente, bien como suspensión, flotando en pequeñas partículas; las suspensiones son opacas o traslúcidas.

Se denomina concentración a la medida de la cantidad de soluto por unidad de cantidad de disolvente. La concentración de una disolución se puede expresar de diferentes formas, en función de la unidad empleada para determinar las cantidades de soluto y disolvente. Las más usuales son:

  • g/l (gramos por litro)
  • % p/p (concentración porcentual en peso)
  • % V/V (concentración porcentual en volumen)
  • M (molaridad)
  • N (normalidad)
  • m (molalidad)
  • x (fracción molar)
  • ppm (partes por millón)

5.8 Acidez y pH[editar]

El pH es una escala logarítmica para describir la acidez de una disolución acuosa. Los ácidos, como por ejemplo el zumo de limón y el vinagre, tienen un pH bajo (inferior a 7). Las bases, como la sosa o el bicarbonato de sodio, tienen un pH alto (superior a 7).

El pH se calcula mediante la siguiente ecuación:

pH = −log aH+ ≈ −log [H+]

donde aH+ es la actividad de iones hidrógeno en la solución, la que en soluciones diluidas es numéricamente igual a la molaridad de iones hidrógeno [H+] que cede el ácido a la solución.

  • una solución neutral (agua ultrapura) tiene un pH de 7, lo que implica una concentración de iones hidrógeno de 10−7 M;
  • una solución ácida (por ejemplo, de ácido sulfúrico) tiene un pH < 7, es decir, la concentración de iones hidrógeno es mayor que 10−7 M;
  • una solución básica (por ejemplo, de hidróxido de potasio) tiene un pH > 7, o sea que la concentración de iones hidrógeno es menor que 10−7 M.

5.9 Formulación y nomenclatura[editar]

La IUPAC, un organismo internacional, mantiene unas reglas para la formulación y nomenclatura química. Este organismo es la autoridad universalmente reconocida en nomenclatura y terminología químicas.[35] De esta forma, es posible referirse a los compuestos químicos de forma sistemática y sin equívocos.

Mediante el uso de fórmulas químicas es posible también expresar de forma sistemática las reacciones químicas, en forma de ecuación química. Por ejemplo:

MgSO4 + Ca(OH)2 ⇌ CaSO4 + Mg(OH)2

6. Ramas de la química[editar]

La química cubre un campo de estudios bastante amplio, por lo que en la práctica se estudia cada tema de manera particular. Las seis principales y más estudiadas ramas de la química son:

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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. Es el estudio de las sustancias químicas, las reacciones químicas y las interacciones químicas que tienen lugar en los organismos vivos. Bioquímica y química orgánica están estrechamente relacionadas, como en la química médica o neuroquímica. Bioquímica también se asocia con la biología molecular y la genética.

Química física (también llamada fisicoquímica): 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.

Además existen múltiples subdisciplinas que, por ser demasiado específicas o bien multidisciplinares, se estudian individualmente:

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  • Astroquímica: ciencia que se ocupa del estudio de la composición química de los astros y el material difuso encontrado en el espacio interestelar, normalmente concentrado en grandes nubes moleculares.
  • Electroquímica: rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.
  • Fotoquímica: subdisciplina de la química que estudia las interacciones entre átomos, moléculas pequeñas y la luz (o radiación electromagnética).
  • Magnetoquímica: rama de la química que se dedica a la síntesis y el estudio de las sustancias de propiedades magnéticas interesantes.
  • Nanoquímica: relacionada con la nanotecnología.
  • Petroquímica: lo perteneciente o relativo a la industria que utiliza el petróleo o el gas natural como materias primas para la obtención de productos químicos.
  • Geoquímica: estudia todas las transformaciones de los minerales existentes en la Tierra.
  • Química computacional: rama de la química que utiliza computadoras para ayudar a resolver problemas químicos. Utiliza los resultados de la química teórica, incorporados en algún software para calcular las estructuras y las propiedades de moléculas y cuerpos sólidos. Mientras sus resultados normalmente complementan la información obtenida en experimentos químicos, pueden, en algunos casos, predecir fenómenos químicos no observados a la fecha.
  • Química cuántica: rama de la química teórica en donde se aplica la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos.
  • Química macromolecular: estudia la preparación, caracterización, propiedades y aplicaciones de las macromoléculas o polímeros.
  • Química medioambiental: estudia la influencia de todos los componentes químicos que hay en la Tierra, tanto en su forma natural como antropogénica.
  • Química nuclear (o física nuclear): rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos.
  • Química organometálica: se encarga del estudio de los compuestos organometálicos, que son aquellos compuestos químicos que poseen un enlace entre un átomo de carbono y un átomo metálico, de su síntesis y de su reactividad.
  • Química supramolecular: rama de la química que estudia las interacciones supramoleculares, esto es, entre moléculas.
  • Química teórica: incluye el uso de la matemática y la física para explicar o predecir fenómenos químicos.
  • Química toxicológica: estudia la toxicidad de sustancias químicas naturales o artificiales sobre el medioambiente y el ecosistema, incluido el ser humano, a corto y largo plazo.[36]

La diferencia entre la química orgánica y la química biológica es que en la química biológica las moléculas de ADN tienen una historia y, por ende, en su estructura nos hablan de su historia, del pasado en el que se han constituido, mientras que una molécula orgánica creada hoy es solo testigo de su presente, sin pasado y sin evolución histórica.[37]

7. El mol y el número de Avogadro[editar]

El mol se usa como contador de unidades, como la docena (12) o el millar (1000), y equivale a 6,022045×1023.6,022045×1023[sin verificar] Se dice que 12 gramos de carbono, un gramo de hidrógeno o 56 gramos de hierro contienen aproximadamente un mol de átomos; la masa molar de un elemento está basada en la masa de un mol de dicho elemento. El mol tiene relación directa con el número de Avogadro, estimado para el átomo de carbono por el químico y físico italiano Amedeo Avogadro.[38]

1 mol de glucosa equivale a 6,022045×1023 moléculas de glucosa. 1 mol de uranio equivale a 6,022045×1023 átomos de uranio.

8. Aportes de autores célebres[editar]

Hace aproximadamente 455 años solo se conocían doce elementos. A medida que fueron descubriendo más elementos, los científicos se dieron cuenta de que todos guardaban un orden preciso. Cuando los colocaron en una tabla ordenada en filas y columnas, vieron que los elementos de una misma columna tenían propiedades similares. Pero también aparecían espacios vacíos en la tabla para los elementos aún desconocidos. Estos espacios huecos llevaron al científico ruso Dmitri Mendeléyev a pronosticar la existencia del germanio, de número atómico 32, así como su color, su peso, su densidad y su punto de fusión. Su «predicción» sobre otros elementos —como el galio y el escandio— también resultó muy atinada, señala la obra Chemistry, libro de texto editado en 1995.[39]

9. Químicos relevantes ganadores del Premio Nobel de Química[editar]

Muchos científicos han contribuido al crecimiento de la química a través de importantes descubrimientos que los han hecho merecedores del Premio Nobel de Química. A modo de ejemplo, entre muchos de ellos, se puede citar a:

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  • Emil Fischer: descubrió la síntesis de la glucosa y otros azúcares.
  • Marie Curie: por sus estudios en el campo de la radiactividad, descubriendo el radio y el polonio.[40]
  • Theodor Svedberg: por el invento y la aplicación de la ultracentrífuga.
  • Irène Curie, hija de Marie Curie: por construir el primer reactor nuclear que utilizaba la fisión nuclear controlada.
  • Otto Hahn: por su descubrimiento de la fisión nuclear.
  • Linus Pauling: por su estudio de la estructura atómica de las proteínas y la anemia falciforme causada por defecto genético en la producción de hemoglobina.[41]
  • Luis Federico Leloir: por el descubrimiento de los procesos químicos que dan lugar a la formación de azúcares en las plantas.
  • Paul J. Crutzen, Mario Molina y Frank Sherwood Rowland: por el descubrimiento del papel de los óxidos de nitrógeno y de los fluorocarbonos en la destrucción de la capa de ozono.
  • Roger David Kornberg: por el descubrimiento del modo en que las células copian la información genética.
  • Stanley Whittingham y Akira Yoshino: por el desarrollo de las baterías de iones de litio.

10. Campo de estudio: el átomo[editar]

El origen de la teoría atómica se remonta a la escuela filosófica de los atomistas, en la Grecia antigua. Los fundamentos empíricos de la teoría atómica, de acuerdo con el método científico, se deben a un conjunto de trabajos hechos por Antoine Lavoisier, Louis Proust, Jeremias Benjamin Richter, John Dalton, Gay-Lussac, Berzelius y Amadeo Avogadro, hacia principios del siglo XIX.

Los átomos son la fracción más pequeña de materia estudiada por la química. Están constituidos por diferentes partículas cargadas eléctricamente: los electrones, de carga negativa; los protones, de carga positiva; los neutrones, que, como su nombre indica, son neutros (sin carga); todos ellos aportan masa para contribuir al peso.

Cada átomo tiene en su parte central un núcleo denso con carga positiva rodeado a cierta distancia por una nube de electrones con carga negativa que se mantienen en órbita alrededor del núcleo por atracción electrostática. El núcleo está formado por dos tipos de partículas subatómicas: los protones, que tienen carga positiva, y los neutrones, que son eléctricamente neutros. El número de protones presentes en el núcleo del átomo determina su número atómico. Un átomo de hidrógeno tiene un solo protón en el núcleo; por consiguiente el hidrógeno, cuyo número atómico es 1, es el elemento más liviano. La carga eléctrica de un protón es exactamente igual y opuesta a la carga de un electrón. El átomo es eléctricamente neutro: el número de electrones con carga negativa que se encuentra alrededor del núcleo es igual al número de protones con carga positiva que se encuentran dentro del núcleo; por ende, el número de electrones de un átomo también es igual al número atómico. Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número atómico.

11. Presencia en el mundo hispanohablante[editar]

La química ha tenido un desarrollo notable en el espacio hispanohablante, tanto por contribuciones científicas como por la existencia de instituciones y asociaciones profesionales.

Entre los científicos de países hispanos que han obtenido el Premio Nobel de Química destaca Luis Federico Leloir, nacido en Argentina, quien recibió el galardón en 1970 por el descubrimiento de los procesos químicos que dan lugar a la formación de azúcares en las plantas.[42] También sobresale Mario Molina, nacido en México, quien compartió el Nobel de Química en 1995 con Paul J. Crutzen y Frank Sherwood Rowland por el descubrimiento del papel de los óxidos de nitrógeno y de los fluorocarbonos en la destrucción de la capa de ozono.

En Argentina existen la Asociación Química Argentina (AQA) y la Fundación Química Argentina, que nuclean a profesionales y estudiantes de la disciplina.[43][44] En España, la Real Sociedad Española de Química (RSEQ) cumple un papel similar desde el ámbito académico y científico.[45]

La toxicología, rama vinculada a la química, cuenta en Argentina con la Asociación Toxicológica Argentina.[36:1] En el ámbito educativo y de investigación, la difusión de la química en español se apoya también en textos de referencia traducidos y en repositorios de acceso abierto.

12. Véase también[editar]

  • Biología
  • Física
  • Tabla periódica de los elementos
  • Sustancia química
  • Compuesto químico
  • Elemento químico
  • Enlace químico
  • Reacción química
  • IUPAC
  • Fisicoquímica
  • Bioquímica
  • Química orgánica
  • Química inorgánica
  • Química analítica

Notas[editar]

  1. Véase material didáctico del IES Mateo Alemán, Alcalá de Henares, disponible en educa.madrid.org. ↩︎

  2. Pauling, L. (1947). General Chemistry. Dover Publications. ISBN 0-486-65622-5. ↩︎

  3. Boyle y Lavoisier son considerados figuras centrales en el tránsito de la alquimia a la química moderna. La ley de conservación de la materia y la teoría de la combustión por oxígeno se asocian directamente con Lavoisier. ↩︎

  4. Alchemylab, "History of Alchemy". ↩︎

  5. Strathern, P. (2000). Mendeleyev's Dream – the Quest for the Elements. New York: Berkley Books. ↩︎

  6. Asimov, I. (2014). Breve historia de la química: Introducción a las ideas y conceptos de la química. Madrid: Alianza Editorial/El Libro de Bolsillo. p. 57. ISBN 978-84-206-6421-7. ↩︎

  7. Entrada "alchemy" del The Oxford English Dictionary, J. A. Simpson and E. S. C. Weiner, vol. 1, 2.ª ed., 1989, ISBN 0-19-861213-3. ↩︎ ↩︎

  8. p. 854, "Arabic alchemy", Georges C. Anawati, pp. 853-885 en Encyclopedia of the history of Arabic science, eds. Roshdi Rashed y Régis Morelon, London: Routledge, 1996, vol. 3, ISBN 0-415-12412-3. ↩︎

  9. Weekley, E. (1967). Etymological Dictionary of Modern English. New York: Dover Publications. ISBN 0-486-21873-2. ↩︎

  10. Asimov, I. (2014). Breve historia de la química. pp. 19-20. ISBN 978-84-206-6421-7. ↩︎

  11. Boyle, R. (1661). The Sceptical Chymist. New York: Dover Publications (reprint). ISBN 0-486-42825-7. ↩︎

  12. Glaser, Ch. (1669). «Traité de la chymie», Paris. En: Kim, M. G. (2003). Affinity, That Elusive Dream - A Genealogy of the Chemical Revolution. The MIT Press. ISBN 0-262-11273-6. ↩︎

  13. Stahl, G. E. (1750). Philosophical Principles of Universal Chemistry. London. ↩︎

  14. Dumas, J. B. (1864). "Affinite" (lecture notes), vii, p. 4. "Statique chimique", Paris: Académie des Sciences. ↩︎

  15. Pauling, L. (1947). General Chemistry. Dover Publications. ISBN 0-486-65622-5. ↩︎

  16. Chang, R. (1998). Chemistry, 6.ª ed. New York: McGraw Hill. ISBN 0-07-115221-0. ↩︎

  17. Sootin, H. (2011). Robert Boyle, Founder of Modern Chemistry. ↩︎

  18. "History - Robert Boyle (1627–1691)". BBC. Recuperado el 12 de junio de 2011. ↩︎

  19. Kim, M. G. (2003). Affinity, that Elusive Dream: A Genealogy of the Chemical Revolution. MIT Press. p. 440. ISBN 0-262-11273-6. ↩︎

  20. Davy, Humphry (1808). "On some new Phenomena of Chemical Changes produced by Electricity...". Philosophical Transactions of the Royal Society 98 (0): 1-45. doi:10.1098/rstl.1808.0001. ↩︎

  21. "Timeline of Element Discovery" – About.com. ↩︎

  22. Ihde, Aaron John (1984). The Development of Modern Chemistry. Courier Dover Publications. p. 164. ISBN 0-486-64235-6. ↩︎

  23. "Chemistry". Chemistry2011.org. Recuperado el 10 de marzo de 2012. ↩︎

  24. "chemical bonding". Encyclopædia Britannica. ↩︎

  25. Carpi, A. "Matter: Atoms from Democritus to Dalton". ↩︎

  26. IUPAC Gold Book, definición de reacción química. ↩︎

  27. Armstrong, James (2012). General, Organic, and Biochemistry: An Applied Approach. Brooks/Cole. p. 48. ISBN 978-0-534-49349-3. ↩︎

  28. Burrows et al. 2008, p. 13. ↩︎

  29. Housecroft & Sharpe 2008, p. 2. ↩︎ ↩︎

  30. Burrows et al. 2009, p. 110. ↩︎

  31. Burrows et al. 2008, p. 12. ↩︎

  32. "IUPAC Nomenclature of Organic Chemistry". Acdlabs.com. Recuperado el 12 de junio de 2011. ↩︎

  33. IUPAC Provisional Recommendations for the Nomenclature of Inorganic Chemistry (2004). ↩︎

  34. Véase quiral.es, "Isomería molecular". ↩︎

  35. "Nomenclatura". IUPAC. Recuperado el 1 de octubre de 2020. ↩︎

  36. Asociación Toxicológica Argentina, toxicologia.org.ar. ↩︎ ↩︎

  37. Prigogine, I. (2012). El nacimiento del tiempo. Buenos Aires, Fábula Tusquets editores. ISBN 978-987-670-087-0. ↩︎

  38. El valor del número de Avogadro ha sido refinado con el tiempo. La definición actual del mol en el Sistema Internacional de Unidades, vigente desde 2019, fija el número de Avogadro como exactamente 6,02214076×1023 partículas por mol. La cifra citada en el texto corresponde a una estimación más antigua reproducida en fuentes de referencia. ↩︎

  39. Bronowski, J. (1973/1979). El ascenso del hombre. Capítulo "Un mundo dentro del mundo". 448 pp. Bogotá: Fondo Educativo Interamericano. ↩︎

  40. Museo Virtual CSIC, "Breve historia de la radiactividad". ↩︎

  41. Instituto Nacional de Salud de Colombia, "Anemia falciforme", IQEN vol. 23, 2018, núm. 1. ↩︎

  42. La obtención del Nobel por Luis Federico Leloir se cita en biografías de referencia y en sitios de historia de la ciencia. ↩︎

  43. Asociación Química Argentina, aqa.org.ar. ↩︎

  44. Fundación Química Argentina, fundacionquimica.org.ar. ↩︎

  45. Real Sociedad Española de Química, rseq.org. ↩︎