La química, se define como la ciencia que estudia la composición, estructura, y  propiedades de la materia así como los cambios que esta experimenta durante reacciones químicas.

Las primeras experiencias del hombre como químico se dieron con la utilización del fuego en la transformación de la materia. La obtención de hierro a partir del mineral y de vidrio a partir de arena son claros ejemplos. A traves del tiempo, el hombre se ha ido dado cuenta de que otras sustancias también poseen este poder de transformación.

 

RAMAS DE LA QUÍMICA

 

Las Principales Ramas de la Química son las siguientes:

• Química-Analítica: Se encarga de estudiar, analizar, determinar e identificar cualquier propiedad de un sistema químico.
• Química-Física: Se dedica al estudio de los procesos energéticos, magnéticos, mecánicos, ópticos y eléctricos en sistemas químicos como pueden ser los átomos, moléculas y cualquier partícula subatómica.
• Química Industrial: Se dedica al estudio de los procesos que puedan producir productos en alta escala, es decir se dedican a investigar si pueden crear un producto para distribuir con una rentabilidad económica alta y ambiental.
• Bioquímica: Se dedica a la investigación de los seres vivos, esta rama de la química tiene mucha importancia dentro del mundo agrícola, ambiental y de la energía.

Además, existen más ramas de la química como pueden ser:

• Estequiometrica: Se encarga de estudiar todas las relaciones del volumen, la masa, el peso, etc. Es decir de cualquier sustancia que pueda participar en una reacción química.
• Radioquímica: Se encarga de estudiar y se encarga de las sustancias radiactivas.
• Iatroquimica: Esta rama de la química tiene sus bases en la alquimia y es una rama de la química que tiene complicidad con la medicina, ya que tiene que ver con los procesos fisiológicos y con el cuerpo humano.

Dentro de las Ramas de la Química existen muchas más ramas que se clasifican. Este es el caso de: 

Quimica Aplicada: Se divide en:

• Cristaloquímica: Investiga la composición química de la materia cristalina y estudia todas sus propiedades.
• Química Farmacéutica: Estudia la estructura, la composición y las propiedades de los fármacos y es la encargada de profundizar entre las moléculas y el impacto biológico.
• Quimiurgía: La química es aplicada en la agricultura, esta tiene como finalidad usar materias primas en otras industrias.
• Astro-Química: Estudia la composicion de los astros, como pueden ser las estrellas, planetas, etc.
• Ingeniería Química: Estudia y se dedica al diseño, investigación de sustancias, pero tan solo en procesos industriales y que tengan dependencia de procesos químicos.

Quimica Pura: Se divide en:

• Química Orgánica: Es la llamada “Química del Carbono” y se encarga de estudiar cualquier materia viva, es decir estudia todos los compuestos orgánicos.
• Fisico-Quimica: Se encarga del estudio de los fenómenos que tienen en común estas dos ciencias.
• Química  Preparativa: Se especializa en la preparación y purificación de sustancias, con el único fin de crear productos nuevos.
• Química Inorgánica: Se encargada del estudio de la composición, estructura y las reacciones de cualquier elemento inorgánico y de todos sus compuestos (sin carbono).

Dentro de estas ramas, hay multiples subdivisiones que, por ser demasiado específicas o bien multidisciplinares, se estudian individualmente:

• Astroquímica: Estudia la composición química de los astros y el material difuso del espacio interestelar.
• Elelectroquímica: Estudia la transformación entre la energía química y la eléctrica.
• Fotoquímica: Estudia las interacciones entre átomos, moléculas pequeñas, y la luz. 
• Magnetoquímica: Se Dedica a la síntesis y el estudio de las sustancias de propiedades magnéticas interesantes.
• Nanoquímica: Rama de la Nanociencia relacionada con la producción y reacciones de nanopartículas y sus compuestos.
• Petroquímica: Se relaciona a la industria que utiliza el petróleo o el gas natural como materias primas para la obtención de productos químicos.
• Geoquímica: Estudia las transformaciones de los minerales existentes en la tierra.
• Química Computacional: Utiliza las computadoras para resolver problemas químicos.
• Química Cuantica: 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: Aplicación de la química al estudio de los problemas y la conservación del ambiente.
• Química Nuclear: Estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos.
• Química Organometálica: Estudio de los compuestos organometálicos.
• Química Supramolecular: Estudia las interacciones supramoleculares entre moléculas.
• Química Teórica: Incluye el uso de la física para explicar o predecir fenómenos químicos.

ESTUDIO DE LA QUÍMICA

El objetivo de la Química, es el estudio de la materia en cuanto a su composición, propiedades y transformaciones. Pero lo que la distingue de otras disciplinas que también se ocupan del estudio de la materia, es que relaciona todo esto con su microestructura; es decir con el mundo de las partículas que la constituyen.

 

Sin embargo, la química no solo se encarga de estudiar los elementos químicos, su estructura y organización en la tabla periódica y las reacciones químicas en las cuales interactúan.

LA MATERIA:

 Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Además, esta es cuantificable, es decir, que se puede medir.

 

Todo cuanto podemos imaginar, desde un libro, un auto, el computador y hasta la silla en que nos sentamos y el agua que bebemos, o incluso algo intangible como el aire que respiramos, está hecho de materia.

 

En el mundo natural existen distintos tipos de materia, la cual puede estar constituida por dos o más materiales diferentes, tales como la leche, la madera, un trozo de granito, el azúcar, etc. Si un trozo de granito se muele, se obtienen diferentes tipos de materiales.

I. COMPOSICIÓN DE LA MATERIA

La materia está constituida por:

• Átomo:

 

El Átomo es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia y puede entrar en combinación. Está constituido por un núcleo, donde se hallan los protones y neutrones y una corteza, donde se encuentran los electrones. 

 

• Molécula:

Una Molécula, es la agrupación de dos o más átomos unidos mediante enlaces químicos. Tambien, se define como la mínima cantidad de una sustancia existente en estado libre conservando todas sus propiedades químicas.

II. ELEMENTOS, COMPUESTOS Y MEZCLAS

Las sustancias que conforman la materia se pueden clasificar en:

• Elementos:

Son sustancias que están constituidas por iguales tipos de átomos, o sea, son de la misma naturaleza. El Hidrógeno es un elemento, ya que esta compuesto únicamente por dos átomos de Hidrógeno.

• Compuestos:

Los compuesto, son sustancias constituidas por diferentes tipos de atomos. El agua es un compuesto, porque está constituida por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno.

• Mezclas:

Las Mezclas se obtienen de la combinación de dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos. En estas, no se establecen enlaces químicos entre sus componentes. Además, existen dos clases de mezclas:

• Mezclas Homogeneas:

Son aquellas mezclas en las cuales todos sus componentes están distribuidos uniformemente, es decir, la concentración es la misma en toda la mezcla. Ejemplo: la limonada, sal disuelta en agua, etc. Este tipo de mezcla se denomina solución o disolución.

• Mezclas Heterogéneas:

Son aquellas en las que sus componentes no están distribuidos uniformemente en toda la mezcla, es decir, hay más de una fase; cada una de ellas mantiene sus características. Ejemplo: agua con el aceite, arena disuelta en agua, etc. En ambos ejemplos se aprecia que por más que se intente disolver una sustancia en otra, pasado un determinado tiempo se separan y cada una mantiene sus características.

III. PROPIEDADES DE LA MATERIA

1. Propiedades Generales o Extensivas:

Dependen de la cantidad de materia presente. Estas son:

• Extensión: Propiedad que permite a todos los cuerpos ocupan un lugar en el espacio. Debido a esta propiedad toda materia puede ser medida, y el espacio que ocupa se llama volumen.

• Peso: Acción que ejerce gravedad sobre los cuerpos.

• Masa: cantidad de materia que posee un cuerpo.

• Impenetrabilidad: Propiedad que hace que un cuerpo no pueda ocupar el espacio de otro al mismo tiempo.

• Porosidad: Propiedad por la cual todos los cuerpos poseen poros en el interior de su masa y, que pueden ser visibles (corcho, esponja, ladrillo, piedra pómez, etc.) o invisibles a simple vista (tiza, poros del vidrio, metales.).

 

• Divisibilidad: Característica que permite a la materia dividirse en partes más pequeñas.

 

• Inercia: Propiedad por la cual la materia es inerte, es decir no puede cambiar su estado de reposo o movimiento mientras no intervenga una fuerza externa. 
 

2. Propiedades Partículares o Intensivas:

• Dureza: Resistencia de un cuerpo a ser cortado, a la penetrado o rayado.

• Fragilidad: Tendencia de los cuerpos a romperse cuando se les aplica una fuerza.

• Tenacidad: es la resistencia que tiene un cuerpo a romperse o deformarse cuando se golpea o se aplica una fuerza.

• Maleabilidad: aptitud que tienen los metales para extenderse formando hojas o láminas.

• Ductilidad: propiedad de estirarse sin romperse para formar hilos o alambres.

 

• Elasticidad, propiedad de la materia de deformarse al aplicar una fuerza y luego recobrar su forma original al cesar el efecto de la fuerza aplicada. Por ejemplo: el jebe y el acero.

• Comprensibilidad, propiedad de los gases que permite reducir su volumen.

• Color: propiedad de la materia el cual le da una característica particular. Así la leche es blanca, el agua incolora, etc..

 

• Sabor: propiedad por el cual la materia puede ser: dulce, salada, ácida, insípida o amarga. Así el chocolate es dulce y el limón amargo.

• Brillo, propiedad de la materia que se caracteriza de reflejar (brillantez) o absorber (opacidad) la luz. Por ejemplo el espejo. 
 

 
• Olor, propiedad de la materia de presentar un aroma característico o ser inodora (sin olor). Al presentar un aroma esta puede ser agradable como el perfume de las flores, o desagradable como el de las cosas podridas.

 

 

3. Otras propiedades de la materia: 
 

La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:

• Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia, ya que sus moléculas no se modifican.
 
• Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.

IV. ESTADOS DE LA MATERIA

Llamamos estado a la manera en que se presenta la materia. Estos pueden ser:

• Estado Sólido: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
• Estado Líquido: No tiene forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
• Estado Gaseoso: No tiene forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.
• Estado Plasma: No tiene una forma definida, un tipo de gas ionizado que sólo existe de forma natural en el sol, estrellas y en el espacio sideral o en condiciones especiales en la tierra.

 

V. MEDICION DE LA MATERIA 

Para medir la materia necesitamos saber cuánta materia tiene un cuerpo y su tamaño. Masa, longitud y volumen son propiedades comunes a todos los cuerpos.

Se llaman magnitudes aquellas propiedades que pueden medirse y expresarse en números. Son magnitudes la longitud, masa, volumen, etc. 

1. Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Para medir la masa de un objeto utilizamos las balanzas y la expresamos en unidades de libras o kilogramos. 

2. Longitud: Es la distancia entre dos puntos. La distancia se mide con una regla, una cinta de medir, u otros dispositivos con medición de laser, etc.   3. Volumen: Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo. Para conocer el volumen de un cuerpo, simplemente multiplicamos su ancho por su largo y luego por su alto.   4. Densidad: Es la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.   5. Peso: Es la medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. 6. Tiempo: Es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos. La duración limitada de las cosas y una referencia para entender los sucesos. Medir el tiempo es importantísimo para los seres humanos y para los científicos. QUÍMICA INORGANICAaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Parte de la química, que se encarga de estudiar la composición, estructura y las reacciones de cualquier elemento inorgánico y de todos sus compuestos. I. VALENCIAS Es la capacidad que tiene un átomo de un elemento para combinarse con átomos de otros elementos y formar compuestos. 1. Valencias de los Elementos del Sistema Periódico  2. Nomenclatura Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la IUPAC (Union internacional de Química Pura y Aplicada). Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos, la sistemática, la nomenclatura de stock y la nomenclatura tradicional.   2.1. Nomenclatura Sistemática:   Se nombra escribiendo:   Prefijo + óxido de + Nombre del Elemento (Mono-1) (Di-2) (Tri-3) (Tetra-4) 2.1. Nomenclatura Stock: Se nombra escribiendo: Oxido de + Nombre del Elemento + Estado de Oxidacion (N° Romanos) 2.1. Nomenclatura Tradicional: