UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA ESCUELA DE FORMACION DE PROFESORES DE ENSEÑANZA MEDIA, EFPEM Química Inorgánica I PEM. Química y Biología, plan sábado 2020 MSc. Ester Albanés HISTORIA DE LA QUÍMICA La historia de la química está intensamente unida al desarrollo del hombre ya que embarca desde todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes. A menudo la historia de la química se relaciona íntimamente con la historia de los químicos y - según la nacionalidad o tendencia política del autor resalta en mayor o menor medida los logros hechos en un determinado campo o por una determinada nación. La ciencia química surge en el siglo XVII a partir de los estudios de alquimia populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los principios básicos de la química se recogen por primera vez en la obra del científico británico Robert Boyle: The Skeptical Chymist (1661). La química como tal comienza sus andares un siglo más tarde con los trabajos del francés Antoine Lavoisier y sus descubrimientos del oxígeno, la ley de conservación de masa y la refutación de la teoría del flogisto como teoría de la combustión. El principio del dominio de la química (que para unos antropólogos coincide con el principio del hombre moderno) es el dominio del fuego. Hay indicios que hace más de 500.000 años en tiempos del homo erectus algunas tribus consiguieron este logro que aún hoy es una de las tecnologías más importantes. No sólo daba luz y calor en la noche y ayudaba a protegerse contra los animales salvajes. También permitía la preparación de comida cocida. Esta contenía menos microorganismos patógenos y era más fácilmente digerida. Así bajaba la mortalidad y se mejoraban las condiciones generales de vida. El fuego también permitía conservar mejor la comida y especialmente la carne y el pescado secándolo y ahumándolo. Desde este momento hubo una relación intensa entre las cocinas y los primeros laboratorios químicos hasta el punto que la pólvora negra fue descubierta por unos cocineros chinos. Finalmente era imprescindible para el futuro desarrollo de la metalurgia, la cerámica y el vidrio y la mayoría de los procesos químicos. El filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaban formadas por cuatros elementos: tierra, aire, agua y fuego. Paralelamente discurría otra corriente paralela, el atomismo, que postulaba que la materia estaba formada de átomos, partículas indivisibles que se podían considerar la unidad mínima de materia. Esta teoría, propuesta por el filósofo griego Demócrito de Abdera no fue popular en la cultura occidental dado el peso de las obras de Aristóteles en Europa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio) y la idea se quedó presente hasta el principio de la edad moderna. Entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C la química estaba dominada por la alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la búsqueda de la piedra filosofal, un método hipotético capaz de transformar los metales en oro. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos. De este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura química experimental. La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y refinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que no podía descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de combustión. A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión de la materia, descubriendo Lavoisier el oxígeno y sentando finalmente los pilares fundamentales de la moderna química. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA ESCUELA DE FORMACION DE PROFESORES DE ENSEÑANZA MEDIA, EFPEM Química Inorgánica I PEM. Química y Biología, plan sábado 2020 MSc. Ester Albanés RAMAS DE LA QUÍMICA La química es una de las ciencias naturales (Física, Química y Biología) y con las cuales tiene una estrecha relación y ha evolucionado a tal grado que en la actualidad se conocen varias ciencias (ramas de la química) que tienen una relación íntima entre ellas. Algunos ejemplos de estas ciencias son: -Química Inorgánica -Química de suelos -Electroquímica-Química Orgánica -Química del agua -Química Industrial-Química Analítica -Química de Materiales -Química de Alimentos-Fisicoquímica -Química Nuclear -Química Fisiológica-Bioquímica - Petroquímica -Farmacoquímica. La Química Inorgánica se encarga del estudio de los elementos químicos y sus compuestos, excepto el carbono (química de los minerales) La composición química y la estructura física del suelo en un lugar dado, están determinadas por el tipo de material geológico del que se origina, por la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales resultantes de las actividades humanas. La Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. La Química Orgánica estudia los compuestos del carbono (derivados de seres vivos y del petróleo). La Química Industrial es la rama de la Química que aplica los conocimientos químicos a la producción de forma económica de materiales y productos químicos especiales con el mínimo impacto adverso sobre el medio ambiente. La Química Analítica tiene como fin la identificación, separación y determinación cuantitativa de la composición de las diferentes substancias. La Fisicoquímica estudia, fundamentalmente, la estructura de la materia, los cambios energéticos, las leyes, los principios y teorías que explican las transformaciones de una forma de materia a otra. La Química nuclear es la que se ocupa del estudio de las transmutaciones y transformaciones de los núcleos atómicos, del mismo modo que la Química molecular atiende al estudio de las moléculas. La Bioquímica se dedica al estudio de las substancias que forman parte de los organismos vivos (metabolismos celulares). Sin embargo, debido al desarrollo tan grande que ha tenido la química en los siglos XIX y XX, ha sido necesario ampliar el número de ramas, entre las que se encuentran: la electroquímica, la química nuclear, la petroquímica, la radioquímica y otras más. Sin duda, el desarrollo de la química en todos sus campos hará necesaria la apertura de otras ramas, ya que estas divisiones se han entremezclado progresivamente, dando lugar a ciencias combinadas como: Química Organometálica, Química Electroanalítica, etcétera. Actualmente es preciso reclasificar los campos de la química según las fronteras naturales de la investigación contemporánea. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA ESCUELA DE FORMACION DE PROFESORES DE ENSEÑANZA MEDIA, EFPEM Química Inorgánica I PEM. Química y Biología, plan sábado 2020 MSc. Ester Albanés LA QUÍMICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS La química se relaciona con otras ciencias por lo que se dice que es una disciplina multidisciplinar dentro del ámbito científico. Entre sus vínculos encontramos la física, las matemáticas, la bioquímica y la astronomía entre otras. Inicialmente, todos los estudios que tenían que ver con el entorno que nos rodea se le conocían como ciencias naturales. La relación de estas materias nos permite explicar los fenómenos complejos que suceden en la naturaleza. Con la especialización de los campos, estos fueron especializándose y adquiriendo la denominación de ciencia ellos mismos. Los primeros cuatro grandes campos de las ciencias naturales en especializarse fueron la física, la química, la biología y la geología. Con el paso del tiempo fueron delimitándose los estudios de cada una de las ciencias y apareciendo nuevas ciencias que estaban más especializadas como la bioquímica, la biofísica, la geoquímica, etc. La Química trata esencialmente de la composición y el comportamiento de la naturaleza y se encuentra íntimamente relacionada con otras ciencias. La mayor relación de la química es con la física. La interacción entre ambas fue muy importante en el desarrollo de la teoría atómica. Las reglas de los materiales que encontramos en la naturaleza fueron explicadas por la mecánica cuántica, de manera que la química teórica, realmente es física teórica. La Biología es una ciencia que estudia a los seres vivos. En 1900 se establece la Bioquímica, al unirse ciertas áreas de Química y la Biología, áreas como Química de los microorganismos. Con las Matemáticas se relaciona por la necesidad de la representación numérica de los fenómenos que acontecen en la naturaleza realizado también por medio de estadísticas. La Historia proporciona acontecimientos y fechas sobre descubrimientos que son importantes para el trabajo de la Química. La Geografía es una ciencia que se relaciona con la Química ubicando en forma exacta los lugares donde se encuentran los yacimientos de algunas substancias. Con la Ingeniería, se relaciona debido a la necesidad de construir instalaciones industriales que permitan la producción masiva de ciertas substancias y con la economía debido al interés de crear métodos para producir sustancias a precios competitivos con otros procesos. Con la Ecología, se relaciona debido a la necesidad de proteger el medio ambiente, particularmente conectado con los actuales problemas de contaminación. Con la Agricultura se relaciona debido al empleo de fertilizantes que permiten obtener cosechas con mayores rendimientos por hectárea cultivada. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA ESCUELA DE FORMACION DE PROFESORES DE ENSEÑANZA MEDIA, EFPEM Química Inorgánica I PEM. Química y Biología, plan sábado 2020 MSc. Ester Albanés OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA La Química es una ciencia cuyo Objetivo es el estudio de la materia en cuanto a su composición, propiedades y transformaciones. Pero lo que distingue a la Química 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. La Química es una de las ciencias que se ocupan del estudio de la naturaleza y se halla relacionada con la física, la biología y la geología. Desde un punto de vista muy general, la Química abarca el estudio de los fenómenos que provocan cambios entre los estados inicial y final de un sistema. Sin embargo, conviene limitar esta definición ya que, según ella, cabe considerar como objeto de estudio de la Química fenómenos tales como la oxidación de una llave de hierro y la congelación del agua. Por supuesto, esta ciencia se interesa por fenómenos como los mencionados, pero en esencia la Química se ocupa del estudio de los llamados sistemas químicos, es decir, de los sistemas en los que tienen lugar procesos que conllevan la formación de sustancias que no existían inicialmente, como son la oxidación del hierro y la combustión de un papel. Estos procesos se denominan reacciones químicas; las sustancias iniciales son reactivos o reaccionantes, y las finales, productos de la reacción. Cualquier aspecto del desarrollo material de la humanidad tiene en la Química una contribución fundamental. Así, esta ciencia aplicada proporciona aceros especiales, aleaciones ligeras, derivados del petróleo, lacas, etcétera. Por otra parte, ayuda poderosamente a la fabricación de abonos artificiales, a la conservación de alimentos y a la industria textil, a través de la elaboración de las modernas fibras artificiales. La Química es la base de la producción de medicamentos, algunos de los cuales son de uso casi cotidiano, para la curación de enfermedades poco importantes, pero vitales en otros casos para la salvación de muchas vidas. Sin la Química no existirían ni la farmacopea, ni la medicina entendidas en el sentido occidental. Así, es inimaginable hoy una cirugía sin productos anestésicos y antisépticos, al igual que no es concebible un avión o un automóvil sin carburantes. De la misma manera, el metabolismo y la respiración de los seres vivos no son más que procesos químicos.
