Compuesto químico[editar]

Fórmula estructural de la molécula de cafeína.

Artículo principal: Compuesto químico

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.⁴¹​ 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.⁴²​ Los compuestos inorgánicos se nombran según el sistema de nomenclatura inorgánica.⁴³​ 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.

Química como ciencia[editar]

Robert Boyle

Bajo la influencia de los nuevos métodos empíricos propuestos por sir Francis Bacon, Robert Boyle, Robert Hooke, 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.²⁵​ 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.²⁶​

La teoría del flogisto (una substancia 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 para el día de hoy.²⁷​

Introducción[editar]

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:

• Bioquímica, constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la aparición de nuevas formas de alergias, el aumento del cáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad, etc.
• Fisicoquímica, establece y desarrolla los principios físicos fundamentales detrás de las propiedades y el comportamiento de los sistemas químicos.¹⁷​¹⁸​
• Química analítica, (del griego ἀναλύω) es la rama de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos de laboratorio. Se divide en química analítica cuantitativa y química analítica cualitativa.
• 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.
• 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.

Definición[editar]

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

En 1662, 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 1730 para la palabra química, 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 1837, 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 le definió como la ciencia que se preocupaba de las sustancias: su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras substancias (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

Etimología[editar]

La palabra química procede de la palabra «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, 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, del libro El químico escéptico, del químico irlandés Robert Boyle⁶​) se denominaría química al arte que practicaba.

A su vez, alquimia deriva de la palabra árabe al-kīmīā (الکیمیاء). En su origen, el término fue un préstamo tomado del griego, 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 o Kimi o Kham, que es el nombre antiguo de Egipto en egipcio. Según esa hipótesis, khemeia podría ser "el arte egipcio".⁷​ La otra alternativa es que al-kīmīā 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", y en este caso "jugo" podría ser un metal, y por tanto podría ser "el arte de la metalurgia"¹⁰

Química

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Soluciones sustancias en botellas de reactivos, incluyendo hidróxido de amonio y ácido nítrico, iluminados de diferentes colores

Representación de un átomo de helio en el antiguo modelo atómico de Rutherford.

La química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicasy su relación con la energía.¹​ Linus Pauling la define como la ciencia que estudia las sustancias, su estructura (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 se ocupa principalmente de las agrupaciones supraatómicas, como son los gases, las moléculas, los cristales y los metales, estudiando su composición, propiedades estadísticas, transformaciones y reacciones. La química también incluye la comprensión de las propiedades e interacciones de la materia a escala atómica.

La mayoría de los procesos químicos se pueden estudiar directamente en el laboratorio, usando una serie de técnicas a menudo bien establecidas, tanto de manipulación de materiales como de comprensión de los procesos subyacentes. Una aproximación alternativa es la proporcionada por las técnicas de modelado molecular, que extraen conclusiones de modelos computacionales. La química es llamada a menudo «ciencia central», por su papel de conexión con las otras ciencias naturales.

La química moderna se desarrolló a partir de la alquimia, una práctica protocientíficade carácter esotérico pero también experimental, que combinaba elementos de química, metalurgia, física, medicina, biología, entre otras ciencias y artes. 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 oxígenopostuladas por el científico francés 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 aparejado la aparición y expansión de una industria química de gran relevancia en la economía y la calidad de vida actuales.

La asignatura de Química I y II  se imparten en primer semestre y segundo semestre,  corresponden al Componente de Formación Básica y son parte del Campo Disciplinar de Ciencias experimentales; tienen una carga horaria de 4 horas a la semana/mes; de conformidad con el Acuerdo Secretarial 653, publicado en el Diario Oficial de la Federación el 04 de septiembre de 2012. Estas horas incluyen el trabajo con las fichas de Habilidades Socioemocionales. 

 Las competencias disciplinares básicas de Ciencias experimentales están orientadas a que los 

estudiantes conozcan y apliquen los métodos y procedimientos de dichas ciencias para la 

resolución de problemas cotidianos y para la comprensión racional de su entorno. 

Tienen un enfoque práctico se refieren a estructuras de pensamiento y procesos aplicables 

a contextos diversos, que serán útiles para los estudiantes a lo largo de la vida, sin que por ello 

dejen de sujetarse al rigor metodológico que imponen las disciplinas que las conforman. Su 

desarrollo favorece acciones responsables y fundadas por parte de los estudiantes hacia el 

ambiente y hacia sí mismos. 

Los méritos que hacen de Lavoisier el padre de la química moderna 1. Usó la balanza para cuantificar los materiales utilizados en sus experimentos de química, lo que para muchos fue revolucionario. 2. Explicó el fenómeno de la combustión y con ello derrumbó la teoría del flogisto, que por mucho tiempo dominó la química. 3. Planteó la famosa “ley de conservación de la materia”, que dice que la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma. 4. Creó las bases de la nomenclatura química actual, hecho fundamental para unificar el lenguaje de esta ciencia. 5. Reunió y presentó en forma resumida todas sus propuestas en un texto de química llamado Tratado elemental de química, en el cual se mencionan todas las sustancias elementales conocidas en esa época. 6 Conocimientos fundamentales de química Aprincipios del siglo XVII se creía que todas las sustancias combustibles ardían porque contenían flogisto, un principio invisible que al desprenderse de los materiales producía luz y calor. Al flogisto también se le llamó “fuego fijo”. Analicemos con más detalle los supuestos logros de Lavoisier para la química 1. La balanza. Se dice que uno de los primeros méritos de Lavoisier fue usar la balanza de manera metódica, pero realmente en los laboratorios de química de esa época ya era un instrumento común utilizado por muchos científicos. Además de él, otros como por ejemplo el inglés Henry Cavendish (1731-1810) también la usaron. Los científicos de la época de Lavoisier no habrían avanzado en sus investigaciones si no hubiera sido por el habilidoso trabajo de los expertos fabricantes franceses de A Carl Wilhelm Scheele y a Joseph Priestley se les atribuye el descubrimiento del oxígeno. Joseph Priestley

Clasificación de las distintas ramas de la Química

En un intento por clasificar las distintas ramas de la Química debemos mencionar:

• Química orgánica: estudia los compuestos que contienen átomos con enlaces carbono/hidrógeno, como los hidrocarburos, los polímeros o las proteínas. Abarca todos los elementos naturales y los tejidos orgánicos. Nos proporciona soluciones para mejorar nuestra calidad de vida en ámbitos como la higiene o la salud.
• Química inorgánica: estudia la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos, es decir, aquellos que no contienen enlaces de carbono/hidrógeno, como son los metales, los minerales o los materiales cerámicos. Por ejemplo, la fibra óptica, el hormigón o los chips electrónicos son aplicaciones de la química inorgánica.
• Bioquímica: Estudia las sustancias presentes en los organismos vivos, como plantas, animales, microorganismos o seres humanos.
• Química-física: estudia la materia y sus transformaciones mediante la aplicación de conocimientos físicos como el movimiento, el tiempo, la energía, las fuerzas, etc.
• Química analítica: tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos de laboratorio.
• Ingeniería química: rama de la ingeniería que se encarga del desarrollo de procesos industriales para llevar a cabo las transformaciones químicas y físicas de la materia y del diseño de nuevos materiales cuya elaboración requiere de sofisticadas transformaciones físicas y químicas de la materia.
• Astroquímica: estudia la composición de los elementos materiales que se encuentran en el universo, como estrellas, planetas o cometas.
• Electroquímica: analiza la relación existente entre las reacciones químicas y la electricidad.
• Química farmacéutica: Estudio de moléculas y su síntesis para desarrollar medicamentos con el objetivo de combatir o paliar enfermedades.
• Química medioambiental: estudia los procesos químicos que tienen lugar en el medio ambiente (en el suelo, el agua de mares, ríos, lagos y océanos y en la atmósfera…), así como el impacto de las actividades humanas sobre nuestro entorno.
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LA QUÍMICA Y SUS APLICACIONES

Una ciencia central

La Química es la ciencia que estudia la estructura, la composición y las propiedades de la materia, así como las transformaciones que ésta experimenta durante las reacciones químicas.

Es una de las ciencias básicas porque numerosos campos de conocimiento, como por ejemplo la biología, la medicina, la geología o la astronomía, se apoyan en ella para desarrollar sus contenidos.

La Química ha estado siempre presente en la historia de la humanidad: nuestros primeros antepasados ya la utilizaban cuando transformaban el barro en cerámica, pintaban superficies con tintes naturales o conservaban la comida en sal. Los filósofos griegos la miraban con desdén por su carácter práctico muy lejano al pensamiento “puro”. No fue hasta el renacimiento y concretamente con Robert Boyle que se acuñó el nombre de Química y describió el método experimental para adquirir nuevos conocimientos, practicando la inducción mental para interpretar la realidad observada. La Química a partir de este momento buscó, como toda ciencia experimental, el Cómo en lugar del Por qué.

En el siglo XX, la Química profundiza en el estudio de la estructura de los átomos y la formación de las moléculas, fórmulas y organismos complejos y la industria química se expande con la creación de nuevos materiales, productos y fármacos que ayudan a mejorar la calidad de vida de las personas.

Actualmente, la Química sigue aportando multitud de mejoras para el progreso de la sociedad, especialmente gracias a los nuevos campos de estudio y sus aplicaciones.

QUIMICA

TEMAS:

1.- FUNDAMENTOS DE LA QUÍMICA

• Propiedades de la materia (http://personal1.iddeo.es/romeroa/materia/)
  Unidad muy completa sobre las propiedades básicas de la materia con unos contenidos muy claros y bien estructurados y que aunque esté pensada para el segundo ciclo de E.S.O. nos puede servir para introducir la química de bachillerato en este primer tema.
  Autor / Patrocinador: Juan Romero
  Año: 2003
  Descriptores: propiedades de la materia
• Propiedades de la materia (http://personal.redestb.es/romeroa/materia/Propiedadesmateria.htm)
  Página bien estructurada con abundante información sobre las propiedades de la materia: masa, volumen, densidad, puntos de fusión y ebullición, solubilidad, cambios de unidad.
  Autor / Patrocinador: Juan Romero
  Año: 2003
  Descriptores: propiedades de la materia

2.- LEYES FUNDAMENTALES DE LA QUÍMICA

• Leyes fundamentales de la química (http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0280-01/ejem3-parte2.html#Boyle) Página muy sencilla pero muy útil pues aparecen las leyes fundamentales de la química ordenadas cronológicamente acompañadas de una pequeña explicación.
  Autor / Patrocinador: Emilio Viciana Fernández
  Año: 2003
  Descriptores: leyes fundamentales de la química
• Hipótesis de Avogadro (http://perso.wanadoo.es/cpalacio/LeyAvogadro2.htm)
  Interesante applet que tiene como objetivo la comprobación de la hipótesis de Avogadro.
  Autor / Patrocinador: Carlos Palacio
  Año: 2001
  Descriptores: hipótesis de Avogadro

3.- SÍMBOLOS QUÍMICOS Y FÓRMULAS ESTRUCTURALES. NOMENCLATURA DE LA QUÍMICA. 

• Los elementos químicos (http://eos.cnice.mecd.es/mem2002/quimica/)
  Excelente página sobre los elementos químicos y la tabla periódica con abundante información, interesantes y variadas actividades y un test autocorrectivo.
  Autor / Patrocinador: Jesús Peñas Cano
  Año: 2002
  Descriptores: elementos químicso, tabla periódica
• FQCOSTA (http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/fq/qui/disoluionicos.htm)
  Desde esta página podemos acceder a actividades autocorrectivas  realizadas con hotpotatoes sobre los elementos químicos de la tabla periódica.
  Autor / Patrocinador: José Luis Cebollada
  Año: 2003
  Descriptores: elementos químicos, tabla periódica
• Fórmula y nomenclatura en química inorgánica http://fresno.cnice.mecd.es/~earanda/formula/principal.htm
  Web dedicada a la formulación inorgánica, con esquemas y tablas explicativos, ejercicios de formulación y nomenclatura y un buscador de nombre y fórmulas.
  Autor / Patrocinador: IES Estados del Duque
  Año: 2003
  Descriptores: formulación inorgánica
• Academia de Ciencias Galilei (http://galilei.iespana.es/galilei/qui/formula-cuadro.htm)
  Completa y estructurada información sobre la formulación de compuestos inorgánicos. También encontramos ejercicios de formulación resueltos.
  Autor / Patrocinador: André J. Sánchez L.
  Año: 2003
  Descriptores:formulación compuestos inorgánicos
• Elementos de química (http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/quimica/propper/appletproper.htm)
  Interesante applet en el que en la parte superior muestra la tabla periódica y en la inferior un gráfico en el que aparecerá los valores de diferentes propiedades periódicas de los elementos químicos: masa atómica, densidad, punto de fusión, densidad, etc.
  Autor / Patrocinador: Pedro Fernández Cortés
  Año:
  Descriptores: tabla periódica

 

4.- EL MOL. COMPOSICIONES PORCENTUALES Y FÓRMULAS QUÍMICAS. VOLUMEN MOLAR. DISOLUCIONES      ESTÁNDAR. 

• Elementos de química (http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/quimica/calcmol/calcmolares.htm)
  Aquí encontramos un applet con el que podemos resolver problemas de cálculos molares pudiendo jugar con el número de moles, de átomos o moléculas y con la masa. Además contiene una tabla periódica para consultar las masas atómicas.
  Autor / Patrocinador: Pedro Fernández Cortés
  Año:
  Descriptores: mol, cálculos molares
• Elementos de química (http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/quimica/disoluciones/disoluc.htm)
  De nuevo en esta web, encontramos en esta página un applet para realizar los cálculo más habituales en la preparación de disoluciones en un laboratorio.
  Autor / Patrocinador: Pedro Fernández Cortés
  Año:
  Descriptores: disoluciones, cálculos en disoluciones

5.- COMPOSICIONES PORCENTUALES. EL VOLUMEN MOLAR. DISOLUCIONES

• elmol.net (http://platea.cnice.mecd.es/~cpalacio/Presion2.htm)
  Simulación de cómo influye el volumen molecular de un gas en su comportamiento respecto a la  presión. Además encontramos actividades de auto evaluación.
  Autor / Patrocinador: Carlos Palacio
  Año: 2001
  Descriptores: volumen molecular
• FQCOSTA (http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/fq/qui/disoluionicos.htm)
  En esta página encontramos una sencilla animación pero muy visual para entender cómo se disuelve un compuesto iónico en agua.
  Autor / Patrocinador: José Luis Cebollada
  Año: 2003
  Descriptores: elementos químicos, tabla periódica