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Química (de la egipcia kēme (chem), significando "tierra") es la ciencia que trata de las substancias de la naturaleza, de los elementos que la constituyen, de sus características, propiedades combinatórias, procesos de obtención, sus aplicaciones y su identificación. Estudia la manera por la cual los elementos se conectan y reaccionan entre sí, así como la energía desprendida o absorbida durante estas transformaciones.
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Historia
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La historia de la Química está intrínsecamente conectada al desarrollo del hombre, ya que abarca todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes.
Los primeros pasos
La ciencia química surge el siglo XVII, a partir de los estudios de alquimia , populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los principios básicos de la Química se recogen por primera vez, en la obra del científico británico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). La Química, como tal, comienza un siglo más tarde, con los trabajos del francés Lavoisier y sus descubrimientos en relación al oxígeno, a la ley de la conservación de la masa y a la refutação de la teoría del flogisto como teoría de la combustión. A partir de estas leyes de Lavoisier se hubo el inicio de la Química Moderna.
La racionalização de la Química
Un punto crucial en el desarrollo de la Química, como ciencia, fue la racionalização de los conocimientos empíricos obtenidos, buscando crear leyes racionales y simplificar, de forma coherente, las informaciones obtenidas. El principio de conservación de la masa y la comprensión de la influencia de la composición de la atmósfera en los experimentos — ambos ampliamente disseminados a partir de los trabajos de A. Lavoisier, a finales del siglo XVIII — permitieron que los experimentos se hicieran cada vez más rigurosos y precisos, en oposición al carácter qualitativo de las experimentações alquimistas.
A partir de ese momento, la medição de masas asume un carácter fundamental en la historia de la Química, habiendo sido ese el principal impulsor para el desarrollo de la balanza, a partir de la época de Lavoisier , teniendo él propio construido los equipamientos más precisos de ese periodo.
La hipótesis atomística
Una de las mayores victorias de la Química, debido al uso de balanzas en los experimentos, fue, a buen seguro, debida a John Dalton. Ese científico inglés quedó intrigado con el hecho de que, al descomponer cualquier substancia en sus constituyentes más simples, las razones entre las masas de las diversas substancias obtenidas puedan ser siempre escritas a partir de números enteros de pequeño valor, ocurriendo frecuentemente razones, del tipo 1:2, 2:3, 5:2 etc.
Con base en ese curioso dato experimental, Dalton propuso, en 1881, una plantilla para la constitución de la materia: tales datos serían fácilmente explicados se toda la materia fuera constituida por unidades indivisíveis, nombradas de átomo (del griego "indivisível"). Tal concepto, cuya primera descripción provinha del filósofo griego Demócrito, ahora surgía, naturalmente, de medidas quantitativas rigurosas.
La racionalização de la materia
La teoría atomística de Dalton tuvo importantes repercusiones. Basado en datos experimentáis, un científico francés, llamado Joseph Proust, ya había propuesto formalmente el concepto de que toda substancia tenía una composición constante y homogênea. Así, el agua , por ejemplo, independiente de su origen, era siempre compuesta por la misma proporción de dos gases: oxígeno e hidrogênio . Juntando ese concepto y sus postulados atomísticos, Dalton organizó de forma racional las diversas substancias conocidas, creando una tabla de substancias que serían formadas por sólo un tipo de átomo , y substancias que eran formadas por una combinación característica de átomos .
Así, tanto la grafite como los gases hidrogênio y oxígeno , por ejemplo, eran formados sólo por un tipo de átomo , mientras que otras substancias, como el agua, eran formadas por la combinación de dos o más átomos, en ese caso, de los elementos hidrogênio y oxígeno (las dificultades de obtener ciertos datos con una precisión razonable llevaron Dalton a proponer erróneamente para el agua la fórmula HO, en vez de H2Lo). A pesar de las dificultades experimentáis, Dalton propuso formulas correctas para diversos compuestos conocidos en la época, teniendo su trabajo revolucionado de forma definitiva la comprensión de la materia.
Conceptos fundamentales
Fases o estados de la materia son conjuntos de configuraciones que objetos macroscópicos pueden presentar. Son tres los estados o fases considerados: sólido, líquido y gaseoso . Otros tipos de fases de la materia, como el estado pastoso o el plasma, son estudiados en niveles más avanzados de física .
En el estado sólido, se considera que la materia del cuerpo mantiene la forma macroscópica y la posición relativa de sus partículas. ES particularmente estudiado en las áreas de la Estática y de la Dinámica. En el estado líquido, el cuerpo mantiene la cantidad de materia y, aproximadamente, el volumen; la forma y la posición relativa de las partículas no se mantienen. ES particularmente estudiado en las áreas de la Hidrostática y de la Hidrodinámica. En el estado gaseoso, el cuerpo mantiene sólo la cantidad de materia, pudiendo variar, ampliamente, la forma y el volumen. ES particularmente estudiado en las áreas de la aerostática y de la aerodinâmica.
Una substancia posee una composición característica, determinada, y un conjunto definido de propiedades. Ejemplos de substancias son el cloreto de sódio, la sacarose y el oxígeno, entre otros. Una substancia puede ser formada por un único elemento químico (substancia simple), como, por ejemplo, el oro, el hierro o lo cubre, o por dos o más elementos, en una proporción definida (substancia compuesta), como es el caso del cloreto de sódio (39,34% de su masa es de sódio y 60,66%,de cloro).
Dos o más substancias agrupadas constituyen una mezcla, cuya composición y propiedad son variables. La leche , por ejemplo, es una mezcla.
Se denominan elemento químico todos los átomos que poseen el mismo número atómico (Z), o sea, el mismo número de prótons .
Un compuesto químico es una substancia química constituida por moléculas o cristales de dos o más átomos, o íons , conectados entre sí en una proporción fija y definida, es decir, las proporciones entre elementos de una substancia no pueden ser alteradas por procesos físicos. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrogênio y oxígeno , en la proporción de dos para uno.
Un íon o ião es una especie química eléctricamente cargada, generalmente un átomo o molécula que perdió o ganó electrones. Íons cargados negativamente son conocidos como ânions, o aniões' (que son atraídos para ânodos), mientras íons cargados positivamente son conocidos como cátions, o catiões (que son atraídos por cátodos).
Una molécula es un conjunto, eléctricamente neutro, de dos o más átomos unidos por pares compartidos de electrones (conexiones covalentes), que se comportan como una única partícula. Una substancia que presente solamente conexiones covalentes y sea formada por moléculas discretas es llamada de substancia molecular, cuya conexión suficientemente fuerte la caracteriza con una identidad estable.
Las conexiones químicas son uniones establecidas entre átomos para formar las moléculas, que constituyen la estructura básica de una substancia o compuesto. En la Naturaleza, existen, aproximadamente, un centenar de elementos químicos. Los átomos de esos elementos químicos, al se unan, forman la gran diversidad de substancias químicas.
Energía química es la energía potencial de las conexiones químicas entre los átomos. Su liberação es percibida más claramente, por ejemplo, en una combustión. La energía química es liberada o absorbida en cualquier reacción química.
Una reacción química es una transformación de la materia, en la cual ocurren cambios qualitativas en la composición química de una o más substancias reagentes, resultando en uno o más productos.
La tabla periódica de los elementos químicos es la disposición sistemática de los elementos, en la forma de una tabla, en función de sus propiedades. ES muy útil para preverse las características y tendencias de los átomos.
Leyes de la química
Las reacciones químicas son gobernadas por ciertas leyes que traen conceptos fundamentales en Química. Algunas de ellas son:
- Ley de la conservación de las masas, que, en consonancia con algunos físicos modernos, considera que la energía es conservada, y que masa y energía son relacionadas; un concepto que se hace importante en química y física nuclear.
- Ley de la conservación de la energía que conduce a los importantes conceptos de equilibrio , termodinâmica, y cinética .
- Ley de Proust o "ley de las proporciones constantes", aunque en muchos sistemas (principalmente macromoléculas bioquímicas y minerais) las variedades posibles tienden a requerir vastos números, y son frecuentemente representados como fracciones.
- Ley de las proporciones múltiples
- Ley de Hess
- Ley de Beer-Lambert
- Ley de la difusión de Fick
- Ley de Raoult
- Ley de Henry
- Ley de Boyle (1662, relacionando presión y volumen)
- Ley de Charles (1787, relacionando volumen y temperatura)
- Ley de Gay-Lussac (1809, relacionando presión y temperatura)
- Ley de Avogadro
División
La división de la Química puede ser hecha de diversas maneras.
Por ejemplo, la IUPAC divide la química en :
- Química física y biofísica.
- Química inorgânica
- Química orgánica y química biométrica
- Polímeros
- Química analítica
- Química y medio ambiente
- Química y salud humana
- Nomenclatura química y representación estructural
Más tradicionalmente, la Química puede, también, ser dividida en diversas modalidades:
- ES la ciencia de la estructura, de las propiedades, de la composición y de las reacciones químicas de los compuestos orgánicos que, en principio, son los compuestos cuyo elemento principal es el carbono. El límite entre la química orgánica y la química inorgânica, que sigue, no es siempre nítido; por ejemplo, el óxido de carbono (CO) y el anhídrido carbónico (CO2) no forman parte de la Química Orgánica.
- ES el ramo de la Química que trata de las propiedades y de las reacciones de los compuestos inorgânicos. En este, es incluida la geoquímica.
- ES el estudio de los fundamentos físicos de los sistemas químicos y de los procesos físicos. En particular, la descripción energética de las diversas transformaciones hace, por ejemplo, parte de ese ramo de la Química. En ella, se encuentran disciplinas importantes, como la termodinâmica química y la termoquímica , la cinética química, la mecánica estadística, la espectroscopia y la eletroquímica .
- Bioquímica o Química Biológica
- ES el estudio de los compuestos químicos, de las reacciones químicas y de las interacciones químicas que acontecen en los organismos vivos.Incluye los subramos de la química médica, química clínica, química ambiental, toxicologia y bioquímica en sí. Guardita relación con los otros ramos de la química.
- ES el estudio de muestras de material, para conocerse su composición química y su estructura.
- ES el estudio de los fenómenos materiales y energéticos que aparecen en el nivel del núcleo de los átomos.
- Algunos elementos, como el carbono y el silicio, tienen la propiedad de poder formar cadenas repitiendo numerosas veces la misma estructura. Esas macromoléculas tienen propiedades químicas y físicas exploradas por la industria.
Química en tópicos
- Química inorgânica - estudia las substancias inorgânicas.
- Química orgánica - estudia las substancias orgánicas.
- Química analítica - trata del análisis químico de productos.
- Físico-química - estudia las propiedades químicas y físicas de la materia.
- Bioquímica - trata de los procesos químicos relativos a los seres vivos.
- Química industrial - estudio de reacciones con interés en procesos industriales (ver verbetes ingeniería química y cálculo de reactores).
- Química ambiental-estudia los procesos químicos (cambios) que ocurren enmedio ambiente
- Química medicinal - estudio de la aplicación de la Química a la planificación, evaluación y síntesis de nuevos fármacos.
- Química Clínica- estudio y análisis de la Química y de la Bioquímica del ser humano, en sus estados fisiológicos normal o patológico.
- Toxicologia- estudia los efectos adversos de las substancias químicas sobre los organismos
- Farmacologia- estudia como las substancias químicas reaccionan con los organismos vivos
- Química forense- estudia las aplicaciones de las ciencias químicas en el ámbito judicial y criminal
- Petroquímica - trata de la obtención y refinação del petróleo.
- Mineralogia
- Ingeniería Química - ramo de la Ingeniería dedicado al proyecto y estudio de Industrias de Procesos Químicos.
- Cálculo de Reactores - ramo de la Ingeniería Química que estudia el proyecto de conjuntos de reactores industriales.
- Carboquímica - trata de procesos envolviendo el carbón mineral.
- Catálise química - trata de procedimientos que alteran la cinética de las reacciones.
- Ciencia de los materiales - trata de la composición, resistencia y durabilidad de materiales.
- Cinética química - trata de la velocidad de las reacciones químicas.
- Combustión - trata de las substancias usadas en la producción de energía.
- Eletroquímica - trata de reacciones químicas envolviendo energía eléctrica.
- Estequiometria - Estudio quantitativo acerca de los reagentes y productos de una reacción química.
- Química Quântica
- Operaciones Unitarias - ramo de la Ingeniería Química que estudia el proyecto de equipamientos industriales de transformaciones físicas (por ejemplo, filtração, destilação, cominuição, decantação, calentamiento), en oposición a la Conversiones Químicas (Cálculo de Reactores).
- Termoquímica - trata de reacciones químicas envolviendo energía térmica.
Tópicos Especiales
- Estudio de la Corrosión
- Estudio de la Combustión
- Estudio de las Conexiones químicas
- Estudio de los Orbitales atómicos
- Isomerismo
- Problemas insolúveis de la Química
- Nomenclatura química
- Tabla periódica
Literatura en Química
Además de los libros didácticos o específicos sobre tópicos de la Química en el mundo, son publicados, diariamente, centenares de artículos técnicos y científicos. Hay miles de periódicos y revistas periódicas de Química. La principal fuente de referencia para una investigación bibliográfica sobre los asuntos tratados en el área química es el Chemical Abstracts, publicado por la American Chemical Society, el cual contiene resumos de los principales artículos publicados mundialmente.
Productos y substancias
Ver página anexiona: Lista de productos y substancias químicasProcedimientos y procesos
Equipamientos e instrumentos químicos
balancea | batedeira | batedor | globo de goma | globo de destilação | globo volumétrico | becker | pico de bunsen | bureta | funil de Büchner | Mufla | pipeta | proveta | pHmetro | kitassato | bomba a vácuo | colorímetro | espectrofotômetro | tubo de ensayo | gobelé | placa de Petri | vidrio de reloj | pompete | varilla de vidrio | cuenta-gotas | erlenmeyer | cristalizador | tina de vidrio | cápsula de porcelana | funil | espátula | almofariz con pilão | cadinho | manta de calentamiento | ampola de decantação | picnómetro
Ver también
- Lista de químicos - biografías de químicos.
- Fórmula química - representación de los átomos que componen un compuesto químico.
- Indicador químico - compuestos químicos que indican determinadas propiedades de otros compuestos, como el pH o estado de oxidação.
- Nobel de Química - lista de los premiados con el Premio Nobel de Química.
- Asociaciones de Química
- Instituciones de Química
- Industrias químicas - industrias que utilizan procesos químicos (ver también Ingeniería Química).
- Periódicos de química - lista de periódicos especializados en Química.
- Actinoquímica
Conexiones externas
- Sociedad Brasileña de Química (en portugués) (SBQ)
- Sociedad Portuguesa de Química (en portugués) (SPQ)
- ChemSketch (en inglés) - Software que suministra y diseña compuestos químicos
- Emergencias químicas (en portugués)
- IUPAC Nomenclature of Organic Chemistry (en inglés)
ckb:کیمیاmwl:Químicapcd:Kémiepnb:کیمسٹری
