¿Qué es la química?
La química es la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones, analizando las propiedades, composición, reacciones entre sus elementos y el cambio en las sustancias. En palabras simples, la química es la ciencia que estudia la materia de todo el universo.
La materia, por su parte, es todo aquel conjunto de objetos que posee masa y ocupa un espacio. Esta se compone de distintos elementos y está expuesta a cambios al relacionarse con otros tipos de materia.
Como campo de estudio e investigación, la química se divide en dos grandes áreas, según sea la composición de la materia: la química orgánica, enfocada en los compuestos que contienen carbón (como los seres vivos); y la química inorgánica, la cual se centra en compuestos que carecen de carbón (materia inorgánica).
Al ser una ciencia natural, la química emplea el método científico para desarrollar sus investigaciones. A través de la observación, plantea una hipótesis que luego comprueba mediante la experimentación. Esto permite que sus descubrimientos sean objetivos, racionales y verificables.
La materia: el objeto de estudio de la química
Todos los seres vivos, objetos y elementos del entorno están compuestos por moléculas. Estas moléculas se llaman materia, y su función es darle existencia y forma a todo lo que nos rodea. La materia está formada por sustancias, las cuales poseen una composición constante y propiedades específicas.
Términos importantes en química
Esta ciencia se caracteriza por tener los siguientes principios:
- Materia: Es todo lo que conforma un cuerpo, con un espacio, forma, masa, volumen y que se encuentra en un estado específico.
- Átomo: Parte menor de la materia que participa en reacciones químicas. Posee un núcleo con protones y neutrones, y a su alrededor giran los electrones.
- Sustancias químicas: Es la materia que se compone de una composición química constante y que posee propiedades específicas. Se diferencian de las mezclas químicas, en que estas mezclas resultan de la combinación de más de una sustancia.
- Elemento: Sustancia en su forma más simple, conformada por una misma clase de átomos y que no puede descomponerse por reacciones químicas. Se clasifican según su número atómico y se encuentran en la tabla periódica de los elementos.
- Compuesto: Sustancia que resulta de la combinación de más de dos elementos de la tabla periódica. Un ejemplo sería el agua, representada por la fórmula química H2O, en la que se mezclan dos átomos de hidrógeno y una de oxígeno.
Diferencias entre química, física y biología
Estas tres ciencias suelen estar relacionadas por su enfoque hacia la materia. Sin embargo, poseen algunas diferencias. La física se basa en el estado y movimiento de las partículas de la materia en el espacio y tiempo. Mientras que la química está orientada hacia el estudio de la composición de esas partículas de la materia y sus cambios. En el caso de la biología, esta estudia a la vida y a los seres vivos, su comportamiento, sus características fisiológicas y su ambiente.
Importancia de la química
La química es una ciencia de suma importancia para muchos campos de conocimiento, y sobre todo para entender varios procesos de la vida cotidiana. Además, junto a otras ciencias, permite la creación de nuevos materiales y el descubrimiento de sustancias que impactan el desarrollo social y tecnológico.
La química rodea todo lo que hacemos:
- El agua: Como compuesto entre hidrógeno y oxígeno. Esta permite que el cuerpo humano realice sus funciones biológicas. Sin agua no se puede existir.
- Los alimentos: Otorgan energía por medio de reacciones químicas en el interior de las células. En el campo de la agricultura, la química ha desarrollado formas más eficientes de producir y cultivar alimentos.
- La fotosíntesis: Mediante el cambio energía luminosa a química. Esta permite que los seres vivos obtengan oxígeno de las plantas.
- Medicamentos: Los avances en química han tenido un impacto en la producción de fármacos para combatir las enfermedades, así como antibióticos, remedios y vacunas.
- Desarrollo de nuevos materiales: Se fabrican baterías, chips, circuitos eléctricos, polímeros y demás insumos para construir celulares, computadoras o dispositivos médicos.
- Combustible: Se emplean productos derivados de fuentes de energía (como el petróleo). Gracias a diversos procesos químicos, estos combustibles movilizan diferentes medios de transporte, como carros, barcos y aviones.
La química es importante en la manufactura de productos de higiene, cosméticos o materiales de construcción. Es decir, se encuentra en todo nuestro alrededor, tanto en el mundo natural, como en nuestras actividades diarias.
Además, la investigación en química está presente en otras ciencias, como la geología, agricultura, genética, ingeniería y muchas más. Por eso es una de las ciencias básicas más importantes.
Ramas de la química
Debido a que esta ciencia es bastante completa y amplia, esta se divide en varias ramas o campos de estudio, los cuales centran sus investigaciones en áreas más delimitadas.
A continuación, se presentan algunos de las ramas y campos de estudio de la química:
Química inorgánica
La química inorgánica analiza la estructura de las moléculas sin base de carbono y sus propiedades. Los compuestos de dichas sustancias se dividen en: ácidos, bases, sales y óxidos (metálicos, que al reaccionar con agua se convierte en una base; y no metálicos, que al reaccionar con agua se obtiene un ácido). Se enfoca en el estudio de la materia que no forma parte de los seres vivos, sino de elementos inanimados.
Química orgánica
La química orgánica estudia la estructura de las moléculas de carbono y sus propiedades. Esta rama es necesaria para comprender las bases del metabolismo. Esto se debe a que el carbono forma parte de todos los seres vivos de este planeta. Es por esta razón que se le conoce como la “química de la vida”.
Bioquímica
La bioquímica es la rama de la química inherente a todos los seres vivos. Se centra en el desarrollo de energía que mantiene con vida a cada organismo. En este campo se investigan los procesos y reacciones que ocurren en los organismos vivos.
Astroquímica
La astroquímica estudia la composición del sol, las estrellas, planetas y demás cuerpos celestes. Evalúa sus reacciones e investiga la creación de polvo cósmico. Esta rama va muy ligada a la astrofísica.
Química-física
Como su nombre lo indica, la química-física tiene su base en la física y la química. Esta rama estudia la relación entre la energía y la materia. Sus especialidades más populares son la termodinámica, la mecánica cuántica y mecánica estadística, entre otras.