Leonel J. R. en monografias.com
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Química - Fenómenos químicos
Podría decirse que la química es la ciencia de las transformaciones de la materia. Durante un cambio químico, la apariencia de las cosas se modifica de manera radical.
Por ejemplo, parece mentira que a partir de un metal muy activo (el sodio) y un gas tóxico verdoso (el cloro) se obtenga la sal con la que condimentamos los alimentos.
Tampoco el leño que se mete a la hoguera en nada se parece a las cenizas que se recogen y a los gases que se producen durante su combustión.
Aunque la explicación científica del cambio químico tardó muchos siglos en llegar, el hombre aprendió a transformar los materiales desde sus primeras épocas.
Hoy, la química es considerada una ciencia básica. Con justicia se le denomina la ciencia central, pues se nutre de los resultados de la física y proporciona a la biología el fundamento molecular de los fenómenos en los seres vivientes.
Hace apenas 200 años que los trabajos de pioneros dieron base sólida y métodocientífico propio a la química. Se trata, sin duda, de una ciencia joven. Sin embargo, ese tiempo relativamente corto ha servido para orientar al hombre hacia la transformación de la naturaleza. La química ha sido útil para obtener nuevos materiales, de los que estamos rodeados, para interpretar multitud de fenómenos, incluida la vida misma. No obstante, no siempre estas transformaciones inducidas se han llevado a cabo con el respeto que la naturaleza merece. En el proceso de sanear nuestra contaminada biosfera, la química también habrá de ser empleada como herramienta central.
Elementos químicos - átomos - teoría atómica de Dalton
Para los griegos, todas las cosas estaban hechas por diferentes proporciones de aire, agua, fuego y tierra. Esta visión cambió conforme pudieron separarse los componentes de las mezclas. Así, los científicos encontraron sustancias puras que no podían descomponerse en otras más simples. Estas sustancias reciben el nombre de elementos químicos. Por ejemplo, hace apenas dos siglos sabemos que ni el aire ni el agua son sustancias elementales.
Fue el inglés John Dalton, un profesor de escuela, quien hacia principios del siglo pasado esbozó la respuesta: Toda la materia está formada de pequeñísimas partículas, los átomos, de los cuales existen en forma natural menos de una centena.
Símbolos y fórmulas químicas
Desde el siglo pasado, los químicos usan letras mayúsculas, seguidas en ocasiones por una minúscula, para dar símbolo a un átomo o un elemento. Así, H significa un átomo de hidrógeno, o también el elemento hidrógeno.
Los símbolos químicos provienen de palabras del latín. Por ejemplo, Fe viene de ferrum, la palabra latina para designar al hierro. El extraño símbolo del sodio, Na, viene del latín natrium.
Átomos y moléculas
Los átomos pueden formar agregados estables que caracterizan a todo material puro. Un tipo de agregado, las moléculas, contiene unos pocos átomos reunidos. Otros, por el contrario, están formados por enormes bloques de elementos repetidos que se encuentran enlazados, los llamados sólidos iónicos.
Para abreviar y referir a las sustancias puras con propiedad, el químico hace uso de fórmulas, expresando los elementos presentes y la proporción que existe en aquellas de cada uno de los átomos.
Los ácidos, las bases y las sales
En química, como en todas las ciencias, se acostumbra efectuar clasificaciones. En este caso, lo que se clasifica son los tipos de sustancias puras conocidas.
Existen unas —los ácidos— con sabor agrio, que cuando se disuelven en agua liberan partículas llamadas iones hidrógeno (H+).
Otras sustancias —las bases, también llamadas álcalis— tienen un sabor amargo y se sienten resbalosas al tacto. Al disolver una base en agua se reduce la proporción de iones hidrógeno.
Se puede decidir si un compuesto es ácido o base gracias a sustancias especiales, llamadas indicadores, que cambian de color en funciónde la concentración de los iones hidrógeno presentes. Por ejemplo, el papel tornasol adquiere color rojo en presencia de un ácido, y azul frente a una base.
Ambos tipos de compuestos se combinan, aniquilando uno al otro sus propiedades originales. El resultado es la formación de una sal.
Química orgánica e inorgánica
De forma muy general, se acepta que la química es el estudio de las sustancias, su estructura, su composición y las transformaciones en las que intervienen. Ahora bien, por razones históricas se acostumbra dividir las sustancias en dos grandes grupos: las orgánicas y las inorgánicas. De esta manera, tradicionalmente se ha hablado de la existencia de dos químicas, la orgánica y la inorgánica.
Aunque muchas sustancias orgánicas, como el azúcar, el vinagre o el alcohol, han sido conocidas desde la Antigüedad, fueron aisladas por primera vez en el siglo XVIII. En esa época, este tipo de compuestos se obtenía por la acción de los seres vivos. Por ejemplo, el ácido láctico fue aislado de la leche por Scheele (1742-1786), quien demostró que su presencia es la causa de que la leche se agrie. Juan Jacobo Berzelius propuso que los compuestos orgánicos sólo podían obtenerse por la acción de la fuerza vital y que por lo tanto existían dos tipos de compuestos en la naturaleza: los materiales inorgánicos, presentes aun en ausencia de vida, y los orgánicos, reservados para la materia animada.
Poco le iba a durar el gusto a Berzelius, pues en 1828 el químico alemán Federico Wöhler preparó urea (que se sabía era un producto de desperdicio de los seres vivos) a partir de una sal inorgánica llamada cianato de amonio.
A pesar de lo arbitrario de la clasificación, ésta persiste hasta nuestros días. Hoy se llama química orgánica a la relacionada con los compuestos que contienen carbono (salvo algunas excepciones, como los óxidos de carbono o los carbonatos). Como veremos en el siguiente capíptulo, el carbono es un elemento peculiar. Existen tantos compuestos de carbono que conviene estudiarlos en paquete. No obstante, hay que subrayar que la química es única. Los compuestos orgánicos e inorgánicos también reaccionan entre sí. Una rama moderna de la química, la organometálica, se encarga del estudio de un tipo de compuestos que no podríamos clasificar dentro de ninguna de las dos químicas tradicionales.
