La química es el estudio de la materia, definida como todo aquello que tiene masa y ocupa espacio, y los cambios que puede sufrir la materia cuando está sujeta a diferentes entornos y condiciones.
Conceptos básicos de química
La razón por la que la química afecta a todo lo que hacemos es porque casi todo lo que existe se puede descomponer en componentes químicos.
Los principales componentes básicos de la química son los elementos químicos , que son sustancias compuestas por un solo átomo . Cada sustancia química es única, está compuesta por un número determinado de protones, neutrones y electrones, y se identifica mediante un nombre y un símbolo químico, como «C» para carbono. Los elementos que los científicos han descubierto hasta ahora se enumeran en la tabla periódica de elementos e incluyen tanto elementos que se encuentran en la naturaleza como el carbono , hidrógeno y oxígeno , como aquellos que son artificiales, como Lawrencium.
Los elementos químicos pueden unirse para formar compuestos químicos, que son sustancias compuestas por múltiples elementos, como el dióxido de carbono (que está hecho de un átomo de carbono conectado a dos átomos de oxígeno), o múltiples átomos de un solo elemento, como el oxígeno gaseoso (que está formado por dos átomos de oxígeno conectados entre sí). Estos compuestos químicos pueden unirse a otros compuestos o elementos para formar innumerables otras sustancias y materiales.
La química es una ciencia física
La química se considera típicamente una ciencia física, según la definición de la Enciclopedia Británica , porque el estudio de la química no involucra seres vivos. La mayor parte de la química involucrada en la investigación y el desarrollo, como la fabricación de nuevos productos y materiales para los clientes, cae dentro de este ámbito.
Pero la distinción como ciencia física se vuelve un poco borrosa en el caso de la bioquímica, que explora la química de los seres vivos, según la Sociedad Bioquímica . Los productos químicos y los procesos químicos estudiados por los bioquímicos no se consideran técnicamente «vivos», pero comprenderlos es importante para comprender cómo funciona la vida.
Las cinco ramas principales de la química
Tradicionalmente, la química se divide en cinco ramas principales, según el libro de texto de química en línea publicado por LibreText . También hay campos más especializados, como la química de los alimentos, la química ambiental y la química nuclear, pero esta sección se centra en las cinco principales subdisciplinas de la química.
La química analítica implica el análisis de productos químicos e incluye métodos cualitativos como observar los cambios de color, así como métodos cuantitativos como examinar la (s) longitud (s) de onda exacta de la luz que un producto químico absorbió para dar como resultado ese cambio de color.
Estos métodos permiten a los científicos caracterizar muchas propiedades diferentes de los productos químicos y pueden beneficiar a la sociedad de diversas formas. Por ejemplo, la química analítica ayuda a las empresas de alimentos a preparar cenas congeladas más sabrosas al detectar cómo cambian los productos químicos en los alimentos cuando se congelan con el tiempo. La química analítica también se utiliza para controlar la salud del medio ambiente midiendo los productos químicos en el agua o el suelo, por ejemplo.
La bioquímica, como se mencionó anteriormente, utiliza técnicas químicas para comprender cómo funcionan los sistemas biológicos a nivel químico. Gracias a la bioquímica, los investigadores han podido trazar un mapa del genoma humano, comprender qué hacen las diferentes proteínas en el cuerpo y desarrollar curas para muchas enfermedades.
La química inorgánica estudia los compuestos químicos en los seres inorgánicos o no vivos, como los minerales y los metales. Tradicionalmente, la química inorgánica considera compuestos que no contienen carbono (que están cubiertos por la química orgánica), pero esta definición no es del todo precisa, según la ACS .
Algunos compuestos estudiados en química inorgánica, como los «compuestos organometálicos», contienen metales, que son metales que están unidos al carbono, el elemento principal que se estudia en química orgánica. Como tal, compuestos como estos se consideran parte de ambos campos.
La química inorgánica se utiliza para crear una variedad de productos, que incluyen pinturas, fertilizantes y protectores solares.
La química orgánica se ocupa de los compuestos químicos que contienen carbono, un elemento considerado esencial para la vida. Los químicos orgánicos estudian la composición, estructura, propiedades y reacciones de dichos compuestos, que junto con el carbono, contienen otros elementos distintos del carbono como el hidrógeno, el azufre y el silicio. La química orgánica se utiliza en muchas aplicaciones, como las describe la ACS , como la biotecnología, la industria del petróleo, productos farmacéuticos y plásticos.
La química física utiliza conceptos de la física para comprender cómo funciona la química. Por ejemplo, averiguar cómo se mueven e interactúan los átomos entre sí, o por qué algunos líquidos, incluida el agua, se convierten en vapor a altas temperaturas. Los químicos físicos intentan comprender estos fenómenos a una escala muy pequeña, a nivel de átomos y moléculas, para derivar conclusiones sobre cómo funcionan las reacciones químicas y qué le da a los materiales específicos sus propiedades únicas.
Este tipo de investigación ayuda a informar a otras ramas de la química y es importante para el desarrollo de productos, según la ACS. Por ejemplo, los físicos químicos pueden estudiar cómo ciertos materiales, como el plástico, pueden reaccionar con las sustancias químicas con las que el material está diseñado para entrar en contacto.
¿Qué hacen los químicos?
Los químicos trabajan en una variedad de campos, que incluyen investigación y desarrollo, control de calidad, fabricación, protección ambiental, consultoría y derecho. Pueden trabajar en universidades, para el gobierno o en la industria privada, según la ACS .
A continuación se muestran algunos ejemplos de lo que hacen los químicos:
Investigación y desarrollo
En el ámbito académico, los químicos que realizan investigaciones tienen como objetivo ampliar el conocimiento sobre un tema en particular y no necesariamente tienen en mente una aplicación específica. Sin embargo, sus resultados aún pueden aplicarse a productos y aplicaciones relevantes.
En la industria, los químicos en investigación y desarrollo utilizan el conocimiento científico para desarrollar o mejorar un producto o proceso específico. Por ejemplo, los químicos de alimentos mejoran la calidad, seguridad, almacenamiento y sabor de los alimentos; los químicos farmacéuticos desarrollan y analizan la calidad de los medicamentos y otras formulaciones médicas; y los químicos agrícolas desarrollan fertilizantes, insecticidas y herbicidas necesarios para la producción de cultivos a gran escala.
A veces, la investigación y el desarrollo pueden no implicar la mejora del producto en sí, sino más bien el proceso de fabricación involucrado en la fabricación de ese producto. Los ingenieros químicos y los ingenieros de procesos idean nuevas formas de hacer que la fabricación de sus productos sea más fácil y rentable, como aumentar la velocidad y / o el rendimiento de un producto para un presupuesto determinado.
Protección del medio ambiente
Los químicos ambientales estudian cómo los productos químicos interactúan con el medio ambiente natural, caracterizando los productos químicos y las reacciones químicas presentes en los procesos naturales en el suelo, el agua y el aire. Por ejemplo, los científicos pueden recolectar tierra, agua o aire de un lugar de interés y analizarlo en un laboratorio para determinar si las actividades humanas han contaminado o contaminarán el medio ambiente o lo afectarán de otras formas.
Leyes químicas
Los químicos pueden utilizar su formación académica para asesorar o defender cuestiones científicas. Por ejemplo, los químicos pueden trabajar en propiedad intelectual, donde pueden aplicar sus antecedentes científicos a cuestiones de derechos de autor en las ciencias, o en derecho ambiental, donde pueden representar a grupos de intereses especiales y solicitar la aprobación de las agencias reguladoras antes de que ocurran ciertas actividades.
Los químicos también pueden realizar análisis que ayuden a la aplicación de la ley. Los químicos forenses capturan y analizan la evidencia física dejada en la escena del crimen para ayudar a determinar las identidades de las personas involucradas, así como para responder otras preguntas vitales sobre cómo y por qué se llevó a cabo el crimen. Los químicos forenses utilizan una amplia variedad de métodos de análisis, como la cromatografía y la espectrometría, que ayudan a identificar y cuantificar los productos químicos.
Sobre el autor
- Alejandra Fernandez, nacida el 15 de marzo de 1982 en Buenos Aires, Argentina, es una periodista y politóloga reconocida por su compromiso con la justicia social y su habilidad para comunicar ideas complejas de manera accesible.
Graduada con honores en Periodismo por la Universidad Nacional de Buenos Aires, destacó por su capacidad investigativa y ética periodística.
Posteriormente, obtuvo una maestría en Ciencias Políticas, explorando la intersección entre la política y los medios de comunicación.
Su trabajo como periodista la ha llevado a ser una voz influyente en el ámbito político, mientras continúa impartiendo clases y publicando investigaciones académicas.
