Química


La química es el estudio científico de las propiedades y el comportamiento de la materia . [1] Es una ciencia natural que abarca desde los elementos que componen la materia hasta los compuestos compuestos por átomos , moléculas e iones : su composición, estructura, propiedades, comportamiento y los cambios que experimentan durante una reacción con otras sustancias . [2] [3] [4] [5]

En el ámbito de su materia, la química ocupa una posición intermedia entre la física y la biología . [6] A veces se le llama la ciencia central porque proporciona una base para comprender las disciplinas científicas básicas y aplicadas a un nivel fundamental. [7] Por ejemplo, la química explica aspectos de la química vegetal ( botánica ), la formación de rocas ígneas ( geología ), cómo se forma el ozono atmosférico y cómo se degradan los contaminantes ambientales ( ecología ), las propiedades del suelo en la luna ( cosmoquímica ), cómo funcionan los medicamentos (farmacología ), y cómo recolectar evidencia de ADN en la escena del crimen ( medicina forense ).

La química aborda temas como la forma en que los átomos y las moléculas interactúan a través de enlaces químicos para formar nuevos compuestos químicos . Hay dos tipos de enlaces químicos: 1. enlaces químicos primarios, por ejemplo , enlaces covalentes , en los que los átomos comparten uno o más electrones; enlaces iónicos , en los que un átomo dona uno o más electrones a otro átomo para producir iones ( cationes y aniones ); enlaces metálicos y 2. enlaces químicos secundarios, por ejemplo , enlaces de hidrógeno ; Enlaces de fuerza de Van der Waals , interacción ion-ion, interacción ion-dipolo, etc.

La palabra química proviene de una modificación de la palabra alquimia , que se refería a un conjunto anterior de prácticas que abarcaba elementos de química, metalurgia , filosofía , astrología , astronomía , misticismo y medicina . La alquimia a menudo se considera vinculada a la búsqueda de convertir el plomo u otros metales básicos en oro, aunque los alquimistas también estaban interesados ​​​​en muchas de las cuestiones de la química moderna. [8]

La palabra moderna alquimia a su vez se deriva de la palabra árabe al-kīmīā ( الكیمیاء ). Esto puede tener orígenes egipcios ya que al-kīmīā se deriva del griego antiguo χημία , que a su vez se deriva de la palabra Kemet , que es el nombre antiguo de Egipto en el idioma egipcio. [9] Alternativamente, al-kīmīā puede derivar de χημεία 'fundir juntos'. [10]

El modelo actual de estructura atómica es el modelo mecánico cuántico . [11] La química tradicional comienza con el estudio de partículas elementales , átomos , moléculas , [12] sustancias , metales , cristales y otros agregados de materia . La materia se puede estudiar en estado sólido, líquido, gaseoso y de plasma, de forma aislada o en combinación. Las interacciones , reaccionesy las transformaciones que se estudian en química suelen ser el resultado de interacciones entre átomos, lo que lleva a reordenamientos de los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos. Tales comportamientos se estudian en un laboratorio de química .


Una pintura al óleo de un químico ( Ana Kansky , pintada por Henrika Šantel en 1932)
Laboratorio , Instituto de Bioquímica, Universidad de Colonia en Alemania .
Soluciones de sustancias en botellas de reactivos, incluidos hidróxido de amonio y ácido nítrico , iluminadas en diferentes colores
Un diagrama de un átomo basado en el modelo de Bohr
Forma estándar de la tabla periódica de elementos químicos. Los colores representan diferentes categorías de elementos.
Dióxido de carbono (CO 2 ), un ejemplo de compuesto químico
Una representación de bolas y palos de la molécula de cafeína (C 8 H 10 N 4 O 2 ).
Una fórmula estructural 2-D de una molécula de benceno (C 6 H 6 )
Diagrama que muestra las relaciones entre las fases y los términos utilizados para describir los cambios de fase.
Una animación del proceso de enlace iónico entre el sodio (Na) y el cloro (Cl) para formar cloruro de sodio o sal común de mesa. El enlace iónico implica que un átomo tome electrones de valencia de otro (en lugar de compartir, lo que ocurre en el enlace covalente)
En la molécula de metano (CH 4 ), el átomo de carbono comparte un par de electrones de valencia con cada uno de los cuatro átomos de hidrógeno. Por lo tanto, la regla del octeto se cumple para el átomo C (tiene ocho electrones en su capa de valencia) y la regla del dúo se cumple para los átomos H (tienen dos electrones en sus capas de valencia).
Espectro de emisión del hierro
Durante las reacciones químicas, los enlaces entre los átomos se rompen y se forman, dando como resultado diferentes sustancias con diferentes propiedades. En un alto horno, el óxido de hierro, un compuesto , reacciona con el monóxido de carbono para formar hierro, uno de los elementos químicos , y dióxido de carbono.
La estructura de red cristalina del cloruro de potasio (KCl), una sal que se forma debido a la atracción de los cationes K + y los aniones Cl - . Observe cómo la carga total del compuesto iónico es cero.
El bromuro de hidrógeno existe en la fase gaseosa como una molécula diatómica
La filosofía atomista de Demócrito fue adoptada más tarde por Epicuro (341-270 a. C.).
Impresión artística del siglo XV de Jābir ibn Hayyān (Geber), un alquimista perso-árabe y pionero en química orgánica .
Antoine-Laurent de Lavoisier es considerado el "Padre de la Química Moderna". [59]
En su tabla periódica, Dmitri Mendeleev predijo la existencia de 7 nuevos elementos, [62] y colocó los 60 elementos conocidos en ese momento en sus lugares correctos. [63]
Arriba: resultados esperados: partículas alfa que pasan a través del modelo de budín de ciruelas del átomo sin perturbaciones.
Abajo: resultados observados: una pequeña porción de las partículas se desvió, lo que indica una pequeña carga concentrada .