La química es la ciencia que
estudia tanto la composición, como la estructura y las propiedades de la materia como
los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con
la energía. 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.
La química moderna se desarrolló a partir de la alquimia, una
práctica protocientífica de carácter filosófico, que
combinaba elementos de la química, la metalurgia,
la física,
la medicina,
la biología,
entre otras ciencias y artes. Esta fase termina al ocurrir la llamada Revolución de la química, basada en la ley de conservación de la materia y
la teoría de la combustión por oxígeno postuladas
por el científico francés Antoine
Lavoisier.
Principios de la química moderna
El actual modelo de la estructura atómica es el modelo
mecánico cuántico. La química tradicional comenzó con el estudio de las
partículas elementales: átomos, moléculas,sustancias, metales, cristales y
otros agregados de la materia. La materia podía ser estudiada en estados
líquido, de gas o sólidos, ya sea de manera aislada o en combinación. Las
interacciones, reacciones y transformaciones que se estudian en química son
generalmente el resultado de las interacciones entre átomos, dando lugar a
direccionamientos de los enlaces químicos que los mantienen unidos a otros
átomos. Tales comportamientos son estudiados en un laboratorio de química.
En el laboratorio de química se suelen utilizar diversos
materiales de cristalería. Sin embargo, la cristalería no es fundamental en la
experimentación química ya que gran cantidad de experimentación científica (así
sea en química aplicada o industrial) se realiza sin ella.
Materia
En química, la materia se define como cualquier cosa que
tenga masa en reposo, volumen y se componga de partículas. Las partículas que
componen la materia también poseen masa en reposo, sin embargo, no todas las
partículas tienen masa en reposo, un ejemplo es el fotón. La materia puede ser
una sustancia química pura o una mezcla de sustancias
Átomos
El átomo es la unidad básica de la química. Se compone de
un núcleo denso llamado núcleo atómico, el cual es rodeado por un espacio
denominado «nube de electrones». El núcleo se compone de protones cargados
positivamente y neutrones sin carga (ambos denominados nucleones). La nube de
electrones son electrones que giran alrededor del núcleo cargados
negativamente.
En un átomo neutro, los electrones cargados negativamente
equilibran la carga positiva de los protones. El núcleo es denso; La masa de un
nucleón es 1836 veces mayor que la de un electrón, sin embargo, el radio de un
átomo es aproximadamente 10 000 veces mayor que la de su núcleo
El átomo es la entidad más pequeña que se debe considerar
para conservar las propiedades químicas del elemento, tales como la
electronegatividad, el potencial de ionización, los estados de oxidación preferidos,
los números de coordinación y los tipos de enlaces que un átomo prefiere formar
(metálicos, iónicos, covalentes, etc.).
Elemento
Un elemento químico es una sustancia pura que se compone
de un solo tipo de átomo, caracterizado por su número particular de protones en
los núcleos de sus átomos, número conocido como «número atómico» y que es
representado por el símbolo Z. El número másico es la suma del número de
protones y neutrones en el núcleo. Aunque todos los núcleos de todos los átomos
que pertenecen a un elemento tengan el mismo número atómico, no necesariamente
deben tener el mismo número másico; átomos de un elemento que tienen diferentes
números de masa se conocen como isótopos. Por ejemplo, todos los átomos con 6
protones en sus núcleos son átomos de carbono, pero los átomos de carbono
pueden tener números másicos de 12 o 13.
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