Introducción a la Química

La química es la ciencia natural que estudia y analiza la composición, estructura y propiedades de la materia, ya sea en forma de elementos, especies, compuestos, mezclas u otras sustancias.

Ramas Principales de la Química

Química Orgánica

Se encarga del estudio de sustancias y compuestos orgánicos que contienen carbono.

Química Inorgánica

Estudia la composición, formación, estructura y las reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos.

Alquimia

Antigua práctica científica y disciplina filosófica que combinaba elementos de la química, la metalurgia, la física, la medicina, la astrología, la semiótica, el misticismo, el espiritualismo y el arte.

Teoría del Flogisto

Postulaba que los materiales inflamables contenían una sustancia llamada «flogisto» que se liberaba durante la combustión.

Antoine Lavoisier

Conocido como el padre de la química moderna, enumeró los elementos, descubrió que el oxígeno es crucial para la combustión, describió las propiedades de la materia y ayudó a estandarizar la nomenclatura química.

Otras Ramas de la Química

Bioquímica

Relaciona la química con la biología y estudia los procesos químicos en los organismos vivos.

Ingeniería Química

Estudia la materia (composición, transformación y reacciones) en procesos industriales.

Química Analítica

Se especializa en estudiar la composición de la materia y analizar sus propiedades.

Fisicoquímica

Estudia los principios y leyes de la física involucrados en las reacciones químicas.

Conceptos Clave en Reacciones Químicas

Reactivo: Sustancia que participa en las reacciones químicas.

Productos: Sustancias que se forman al final de la reacción química.

Partes de una Ecuación Química

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Tipos de Ecuaciones Químicas

• Síntesis: Varias sustancias se combinan formando una sustancia más compleja. Ejemplo: SO₃ + H₂O → H₂SO₄
• Descomposición: Una sustancia compleja se transforma en sustancias más simples. Ejemplo: CuCl₂ → Cl₂ + Cu
• Sustitución o Desplazamiento: Un elemento reemplaza a otro en un compuesto. Ejemplo: CuCl₂ + Zn → ZnCl₂ + Cu
• Intercambio: Dos elementos de compuestos distintos intercambian posiciones. Ejemplo: NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl
• Neutralización: Un ácido reacciona con una base para formar sal y agua. Ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Tipos de Reacciones según la Energía

• Exotérmicas: Desprenden energía en forma de luz o calor.
• Endotérmicas: Absorben energía en forma de luz o calor.

Catalizador: Sustancia que modifica la velocidad de una reacción química.

Leyes Fundamentales

Ley de la Conservación de la Materia: En toda reacción química, la masa se conserva; la masa total de los reactivos es igual a la masa de los productos.

Ley de la Conservación de la Energía: La energía no puede crearse ni destruirse, solo transformarse de una forma a otra. Fórmula: K₁ + U₁ = K₂ + U₂

• K₁: Energía cinética inicial
• U₁: Energía potencial inicial
• K₂: Energía cinética final
• U₂: Energía potencial final

Conceptos Básicos de la Materia

Molécula: Partícula más pequeña de una sustancia que mantiene todas sus propiedades físicas y químicas.

Átomo: Parte más pequeña de una sustancia que no se puede descomponer químicamente.

Fuerza de Cohesión: Atracción entre moléculas del mismo tipo.

Estados de Agregación de la Materia

• Estado sólido
• Estado líquido
• Estado gaseoso
• Estado plasmático

Propiedades de la Materia

Propiedades Intensivas

No dependen de la masa, como la presión, la temperatura y la densidad.

Propiedades Extensivas

Cambian en función de la cantidad de materia, como el peso, la longitud, el volumen y la masa.

Mediciones Comunes

• Masa: Cantidad de materia de un cuerpo.
• Peso: Fuerza gravitacional sobre un objeto.
• Volumen: Espacio que ocupa una sustancia.
• Densidad: Masa por unidad de volumen.
• Longitud: Unidad estándar (m).
• Temperatura: Medida de la energía cinética promedio de los átomos o moléculas.

Cambios en la Materia

• Cambio Físico: Cambia el aspecto de la materia, pero no su composición.
• Cambio Químico: Una o más sustancias se transforman en nuevas sustancias con propiedades y composiciones diferentes.

Tabla Periódica

La tabla periódica tiene 7 periodos, 118 elementos químicos y 18 columnas verticales conocidas como grupos.

Historia de la Química

La química moderna surge en el siglo XVII a partir de los estudios de la alquimia, populares entre muchos científicos de la época.