martes, 24 de noviembre de 2015
EXPlORANDO lA QUIMICA
En su sentido más amplio, la química, estudia las diversas sustancias que existen en nuestro plan .Por otra parte, la química, estudia la estructura de las sustancias, a su nivel molecular.
¿PARA QUE SIRVE LA QUIMICA?
Es gracias a la química, lo que nos ha permitido explicar los procesos químicos que tienen lugar en la naturaleza, con la ayuda inseparable de las leyes físicas por las que se rige toda la materia, adema de las matemáticas como herramienta que permite calcular con exactitud.
¿Qué es la Química para que sirve y cuáles son sus ramas?
-Química general: estudia los fenómenos comunes de toda la materia, sus propiedades y leyes.
-Química inorgánica:
estudia las substancias constituyentes de la materia sin vida igual se encarga
a los elementos químicos aceptó al carbono.
-Química
orgánica: estudia las sustancias de la materia viva así como todos los
compuestos conformados por el carbono.
-Bioquímica:
estudia los procesos químicos que ocurren con los seres vivos.
-Quimiurgia:
estudia la aplicación de la química en la agricultura.
-Geoquímica:
es la rama de la química que se encarga de estudiar todos los componentes de la
tierra.
Química, estudio de la composición, estructura y propiedades
de las sustancias materiales, de sus interacciones y de los efectos producidos
sobre ellas al añadir o extraer energía en cualquiera de sus formas.
HISTORIA DE LA QUÍMICA
El origen de la química
se remonta a nuestros primeros ancestros cuando observaban fenómenos naturales
como la transformación de la madera en cenizas por la acción del fuego o la
fermentación del mosto en vino, por otro lado desarrollaron técnicas
metalúrgicas para la fabricación de objetos de cobre, hierro o bronce así como
transformaban otros materiales para la obtención de vidrios, cerámicas o
tintes, la química ha estado presente desde el origen de la humanidad.
Durante siglos la
química fue un arte más que una ciencia hasta que los antiguos filósofos
griegos profundizaron sobre la composición y transformación de la materia
sentando las bases de esta disciplina, Empédocles promulgó la teoría de los 4
elementos por medio del cual se suponía que toda la materia estaba compuesta
por fuego, aire, agua y tierra, por otro lado Demócrito propone la composición
de la materia por partículas indivisibles a las que llamó átomos.
La alquimia fue la
verdadera base de la química moderna, los hombres y mujeres que practicaban
esta disciplina no solo buscaban la fórmula maestra para obtener oro a partir
de metales o la búsqueda del elixir de la vida eterna, una gran número de
alquimistas escribían las experiencias y reacciones químicas que se producían
en sus experimentos las cuales trataban de explicar desde un punto de vista
filosófico.
Durante el renacimiento
se utilizó las experiencias y sabiduría escritas por los antiguos alquimista
para darle una explicación científica y apoyada en experimentos naciendo la
ciencia de la Química, podemos considerar a Robert Boyle como el padre de esta
ciencia gracias a la publicación en 1661 de su libro "el químico
escéptico" en donde apostaba por la experimentación científica como medio
para validar las teorías químicas.
Posteriormente en el
Siglo XXVIII Antonie Lavoisier consolidó esta ciencia mediante la
experimentación cuantitativa, así promulgo la ley de la conservación de masas,
estudió la composición del agua como una parte de hidrógeno y otra de oxígeno,
demostró la necesidad de presencia de oxígeno para que exista un proceso de
combustión y participó en el desarrollo de la nomenclatura química por medio de
la cual se estableció las reglas para nombrar los diferentes elementos y
compuestos químicos.
En el siglo XIX Jhon
Dalton desarrolla la teoría atómica recuperando las ideas de Demócrito y siendo
la base para explicar los procesos químicos y las proporciones en las que
reaccionaban la materia, Dimitri Mendeleyev presenta la primera tabla periódica
moderna organizada con los 66 elementos conocidos en aquella época y J. J.
Thompson descubre el electrón.
En el futuro gracias a
la química computacional podremos diseñar complejas estructuras moleculares
empleadas con un fin específico, sintetizaremos nuevos materiales ligeros,
resistentes, flexibles y autoreparables, dispondremos de nuevos fármacos que
eliminaran gran parte de las enfermedades actuales, podremos fabricar alimentos
en el laboratorio a un bajo coste eliminado el hambre... sin duda la química
mejorará nuestra calidad de vida.
¿QUE ES UN ATOMO?
Actualmente se define un
átomo como la unidad más pequeña que compone un elemento químico el cual está
constituido por un núcleo y por un número finito de electrones que lo rodean.
Desde el concepto del
átomo desarrollado por primera vez en la antigua Grecia hasta los últimos
descubrimientos desarrollados en los aceleradores de partículas de última
tecnología, el concepto y definición de átomo ha cambiado de manera
extraordinaria.
Los antiguos filósofos
griegos Leucipo y Demócrito fueron los primeros en describir el átomo como la
unidad mínima e indivisible de la que está compuesta toda la materia, esta
definición fue toda una revolución en la época puesto que se afirmaba que todo
lo que nos rodea estaba formado por una única partícula llamada átomo.
La tabla
periódica recoge
y clasifica todos los elementos conocidos en base a su número atómico o lo que
es lo mismo la cantidad de protones que contiene un átomo, por lo que se
convierte en la unidad básica de la tabla periódica. Los átomos se unen entre
si mediante los enlaces químicos con el objeto de crear elementos más complejos
como moléculas, células, tejidos, órganos... así que en parte los antiguos
griegos tienen razón describiendo al átomo como una unidad por la cual está
compuesto toda la materia que nos rodea.
¿QUE ES UN ELECTRÓN?
Un
electrón es considerado como una partícula diminuta y fundamental que forma
parte de la estructura del átomo con una carga eléctrica negativa y que órbita
alrededor del núcleo atómico, el electrón aporta la mayoría de las propiedades
físico-químicas de los elementos y materiales del universo, el electrón es
representado con el símbolo e-
Según los modelos
clásicos, la estructura interna del átomo está compuesta por un núcleo con
carga positiva al cual orbitan una serie de pequeñas partículas con carga
negativa llamadas electrones, la suma de cargas positivas es igual al número de
cargas negativas o electrones, haciendo neutro y estable el átomo.
Con el transcurso del
tiempo se descubrió que el núcleo de los átomos está formado por neutrones y
protones, estos últimos son lo que aportan las cargas positivas al átomo,
durante el último siglo y con la ayuda de los aceleradores de partículas se
descubrió que los neutrones y protones a su vez están formados por partículas
subatómicas denominadas quarks, mientras que los electrones parecen que no
están formados por otro tipo de partículas subatómicas, por ello se considera
al electrón como una partícula fundamental.
La materia se define
como cualquier tipo de entidad que podemos encontrar en el universo que tiene
masa y ocupa un espacio. Esta clásica definición de materia ha evolucionado
conforme el paso del tiempo y los avances científicos desarrollados en el área
de la física cuántica y en la teoría de la relatividad, así pues podemos
definir desde un punto de vista de la física moderna a la materia como
cualquier tipo de entidad másica que a nivel microscópico ocupa y curva una
región del tejido espacio-tiempo y a que a nivel microscópico puede comportarse
como una onda, más adelante explicaremos a detalle cada uno de estos conceptos
implicados en la definición.
Podemos afirmar que
estamos rodeados de materia, nosotros mismos somos materia, la pantalla con la
que estás viendo este artículo, el agua que bebemos, el aire que respiramos, el
sol que nos ilumina... nuestro mundo está lleno de ella pero si nos adentramos
en su estructura fundamental a escala microscópica nos daremos cuenta que el
mundo material está prácticamente vacío en su interior y si miramos la
inmensidad del universo entenderemos que la materia que podemos identificar
solo ocupa un 4% de su volumen.
Hoy en día sabemos que
la materia está compuesta por átomos, que a su vez está compuestos por
electrones que se mueven alrededor de un núcleo diminuto, para que nos hagamos
una idea el volumen que ocupa los electrones y el núcleo en un átomo
corresponde al 0,00001%, es decir el átomo está casi vacío, ¿entonces qué es lo
que hace que el acero sea duro y compacto? la respuesta reside en los uniones
que se originan en el interior de los átomos así como los enlaces con otros
átomos.
¿QUE ES UN ENLACE QUIMICO?
El enlace
químico es el
fenómeno fisicoquímico mediante el cual átomos, iones y moléculas iguales o
distintas se unen unos con otros para dar lugar a otras moléculas o compuestos
estables con unas características y propiedades diferentes a las elementos
iniciales. Los enlaces químicos son los responsables directos tanto de las
propiedades químicas y físicas de todas las sustancias del universo.
Podemos
asemejar al enlace químico como el "pegamento" universal que mantiene
unido a los átomos y moléculas que dan forma a toda la materia que nos rodea
como los árboles, el agua, la tierra, la Luna, el Sol… El universo entero
existe gracias a los enlaces químicos sin estos todo sería átomos dispersos
vagando en el espacio. Por otro lado gracias a los enlaces químicos los 118
elementos descubiertos actualmente ubicados en la tabla
periódica se unen
unos con otros dando lugar a miles de millones de compuestos químicos
diferentes.
Los
enlaces químicos son los pilares básicos de la química, su concepción data de
la época de los antiguos filósofos griegos como Leucipo o Demócrito los cuales
defendían la teoría atómica mediante la cual exponían que toda la naturaleza
material estaba formada por pequeñas e indivisibles partículas llamadas átomos las cuales se conectaban unos con otros
mediante ganchos que disponían los propios átomos o por medio de un pegamento
misterioso.
¿QUE ES EL MAGNETISMO?
El magnetismo se define
como el fenómeno físico por medio del cual ciertos materiales tienen la
capacidad de atraer o repeler a otros materiales, basándose su origen en el
movimiento de partículas cargadas el magnetismo forma parte de la fuerza
electromagnética siendo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Muchos de nosotros hemos
experimentado con el magnetismo mediante el uso de imanes, un imán es un material
que dispone de una alta capacidad magnética para atraer a materiales ferro
magnéticos como el hierro, acero, níquel... así como de repeler o atraer a
otros imanes, el origen de dichas fuerzas de atracción o repulsión magnética
reside en la distribución a nivel atómico de los electrones que componen el
imán.
Tal y
como hemos descrito en la definición de magnetismo su origen físico reside en
la existencia de partículas cargadas eléctricamente y en movimiento, por ello
los electrones son considerados como pequeños imanes dado
a que son partículas cargadas las cuales se mueven u orbitan alrededor del
núcleo atómico así como giran sobre su propio eje de simetría (espín). Todos
estos movimientos de los electrones crean pequeñas fuerzas magnéticas las
cuales son responsables de la capacidad magnética de un material u otro.
¿QUE ES LA TABLA PERIÓDICA?
La tabla periódica es el recetario de la química donde todos los posibles ingredientes de cualquier sustancia o compuesto químico está relacionado según sus propiedades físicas y químicas.
Cuando cocinamos un
plato disponemos en nuestra cocina de los ingredientes básicos como tomate,
lechuga, cebolla, aceitunas, aceite, vinagre y sal, cada uno de estos ingredientes
tienen un sabor y características propios pero si lo juntamos con la proporción
adecuada obtenemos un mezcla sabrosa a la que llamamos ensalada. La química es
igual que la cocina, disponemos de una serie de ingredientes a los cuales
llamamos elementos químicos que pueden unirse a otros elementos químicos
formando moléculas y estructuras químicas complejas, la tabla periódica es el
recetario de estos ingredientes químicos en donde se nos explica sus
características físicas y químicas, permitiéndonos realizar predicciones sobre
el comportamiento de la mezcla de varios elementos químicos.
Nombres como Dobereiner
con sus triadas, Newlands y su ley de las octavas, y Meyer junto con Mendelevev
fueron los padres creadores de las primeras tablas periódicas, gracias a sus
estudios y esfuerzos disponemos de la tabla periódica actual desarrollada por
Werner.
La tabla periódica
ordena los elementos químicos según su número atómico, el número atómico
equivale a número de protones o número de cargas positivas que tiene el átomo
en el interior de su núcleo, dicha ordenación clasifica los elementos por filas
y columnas, las filas son llamados periodos y las columnas familias o grupos.
Todos los elementos de
un mismo periodo tienen masas parecidas pero propiedades físico-químicas
diferentes.
Todos los elementos de
un misma familia o grupo comparten propiedades físico-químicas, de tal forma
que podemos predecir si un elemento es reactivo o no.
A su vez la tabla
periódica clasifica todos los elementos químicos en 3 grandes especies:
·
Metales – son aquellos elementos que se caracterizan por ser
buenos conductores de la electricidad y el calor, en la tabla periódica nos
encontramos con 88 elementos metálicas.
- No
Metales – son aquellos elementos que se caracterizan por ser malos
conductores de la electricidad y el calor, en la tabla periódica nos
encontramos con 17 elementos no metales.
- Metaloides – son aquellos elementos que presentan propiedades intermedias entre metales y no metales, en la tabla periódica actual nos encontramos con 9 metaloides.
Dentro de la tabla
periódica cada elemento viene identificado por los siguientes campos:
- Símbolo
– Identificación simbólica del elemento o átomo utilizada en la redacción
de las reacciones químicas.
·
Nombre – Denominación con la que se conoce al elemento químico
- Peso
atómico – Valor numérico que identifica la masa promedio del átomo o
elemento.
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