quimica ciencia experimental que significa

Ciencia Experimental . Son aquellas que se basan en el método científico , el cual incluye la observación y el experimento para formular y verificar hipótesis y teorías.

• 1 Ciencias experimentales
• 2 Características
• 3.2 Astronomía
• 3.3 Química
• 3.4 Biología
• 3.5 Geología
• 4 Ventaja de las Ciencia Experimental

Ciencias experimentales

Algunas de las ciencias experimentales más conocidas son la física , la química y la biología . En estas ciencias, los investigadores utilizan técnicas experimentales para estudiar fenómenos naturales y obtener información sobre ellos.

Los resultados de los experimentos se analizan y se utilizan para formular leyes y teorías científicas que pueden ser utilizadas para predecir y entender otros fenómenos similares.

Características

• Las ciencias experimentales se basan en la observación y el experimento para formular y verificar teorías.

• Utilizan métodos científicos rigurosos para minimizar el sesgo y asegurar la precisión y confiabilidad de los resultados.

• A menudo utilizan modelos o simulaciones para comprender y predecir el comportamiento de sistemas o fenómenos.

• Utilizan una variedad de técnicas de medida y análisis de datos para recopilar y examinar información.

• Tienen un enfoque sistemático y organizado para resolver problemas y responder preguntas.

• Se centran en el uso de datos objetivos y verificables para apoyar o refutar teorías.

• A menudo utilizan un enfoque de prueba y error para evaluar hipótesis o teorías.

• Buscan generalizar resultados más allá del caso individual o situación particular.

• Tienen una perspectiva científica crítica y cuestionadora de la información y la evidencia disponibles.

• Están en constante evolución y cambio a medida que se acumula nueva información y se realizan nuevos experimentos .

Ramas de la ciencia experimental

Las ciencias experimentales buscan explicar los fenómenos en el mundo y los elementos de la naturaleza . Para entender qué son las ciencias experimentales con mayor claridad, se debe identificar las diferentes ramas de esta ciencia .

La disciplina de la física centra sus estudios en la búsqueda de la comprensión de los mecanismos, bajo los cuales funciona la materia y los componentes en el universo . Esta ciencia estudia los elementos que forman el espacio físico y las interacciones que existen entre estos.

Estudia los cuerpos celestes en el universo y se enfoca en la creación de equipos tecnológicos para salir de la atmósfera terrestre .

Está entre las ciencias experimentales más identificables. Esta ciencia estudia la composición de la materia, experimenta con sus propiedades y la manipula para registrar sus reacciones. Estudia la estructura de la materia y las reacciones de sus componentes químicos.

Esta rama de la ciencia estudia la historia, la estructura y la función de los seres vivos, analizando los procesos naturales de los organismos dentro de los ecosistemas del planeta .

Estudia la estructura e historia de la Tierra . Esta ciencia se enfoca en la composición de los suelos, sus movimientos y los cambios que estos puedan experimentar a través del tiempo o en la actualidad.

Las salidas tradicionales están relacionadas con la minería , el petróleo y las fuentes de energía no renovables , pero, en la actualidad, está aumentando la importancia de las salidas ambientales y de energías sostenibles.

Ventaja de las Ciencia Experimental

La característica principal de las Ciencias Experimentales es su carácter multidisciplinario, es decir, te permite adquirir conocimientos de todas las ramas de la ciencia , lo cual presenta un abanico muy amplio.

https://mx.indeed.com/orientacion-profesional/como-encontrar-empleo/que-son-ciencias-experimentales

https://www.euroinnova.edu.es/blog/ramas-de-las-ciencias-experimentales

https://cienciasexperimentales.com/ciencias-experimentales/

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• Concepto y Definicion
• Definición de Ciencias experimentales » Qué es, Significado y Concepto

Las ciencias experimentales son aquellas disciplinas en las que se realizan experimentos para reunir información y comprobar hipótesis. Estas ciencias se caracterizan por una metodología científica rigurosa para obtener conclusiones.

Se dividen en dos grandes grupos: las ciencias naturales e ingentes . Las primeras se encargan del estudio de los fenómenos naturales, como la química, la física, la biología, la geología y la astronomía. Las segundas se ocupan del estudio de los fenómenos humanos, como la antropología, la psicología, la sociología, la economía y la medicina.

Las ciencias experimentales requieren de una preparación especializada para poder realizar los experimentos con éxito. Se utilizan técnicas científicas para recopilar información, como la observación, la medición, el análisis estadístico y la experimentación. Los resultados obtenidos se interpretan para comprobar hipótesis o formular nuevas teorías.

¿Que se entiende por ciencias experimentales?

¿qué son las ciencias experimentales según autores, ¿cómo se clasificación la ciencia experimental, ¿qué es la experimentación y en qué consiste.

Las ciencias experimentales son una rama de la ciencia que estudia y explora los fenómenos naturales mediante la experimentación. Estas ciencias utilizan el método científico para conocer la naturaleza de los objetos y la forma en que interactúan entre sí.

Estas ciencias incluyen la física, la química, la biología, la astronomía, la geología, la arqueología y otras disciplinas. El objetivo principal es obtener información sobre los objetos estudiados a través de experimentos. Estos experimentos pueden incluir pruebas controladas, observaciones, mediciones y análisis de los datos recopilados.

Las ciencias experimentales se basan en la hipótesis, teorías y leyes que se han descubierto a través de la experimentación. Estas leyes permiten que los científicos comprendan mejor la naturaleza de los objetos y los fenómenos que estudian. Esto permite que los científicos desarrollen nuevas tecnologías para mejorar la vida humana.

Las ciencias experimentales según autores son aquellas que se basan en la experimentación para obtener conocimiento. Estas ciencias se caracterizan por medir, observar y analizar la naturaleza, los fenómenos y los objetos para documentar los resultados obtenidos.

Algunos autores como John Locke, René Descartes, David Hume y John Stuart Mill han dado su opinión sobre las ciencias experimentales. Para Locke, los experimentos son la única forma de conocimiento cierto. Descartes, por su parte, consideraba que el conocimiento científico se obtiene a través de la experimentación.

Por otro lado, Hume y Mill se centraban en la validación de las hipótesis mediante la experimentación. Estos dos autores consideraban que los experimentos forman la base para la comprobación de la verdad. Además, Hume afirmaba que los experimentos permiten comprobar la hipótesis planteadas.

En cualquier caso, todos estos autores coinciden en que la experimentación es una herramienta esencial para conocer la verdad científica. Esto se debe a que los experimentos permiten obtener resultados medibles y verificables.

La ciencia experimental se clasifica en ciencias básicas y ciencias aplicadas. Las ciencias básicas son aquellas que estudian los fenómenos naturales sin ningún propósito práctico. Estas ciencias incluyen la física, la química, la biología y la astronomía.

Las ciencias aplicadas son aquellas que utilizan los conocimientos adquiridos a través de la investigación científica para obtener soluciones a problemas específicos. Estas ciencias incluyen la medicina, la ingeniería, la tecnología y las ciencias sociales.

Además, la ciencia experimental se clasifica en ciencias clásicas y ciencias modernas. Las ciencias clásicas son aquellas cuyos principios se establecieron hace mucho tiempo. Estas ciencias incluyen la física, la química, la biología y la astronomía.

Las ciencias modernas son aquellas cuyos principios se establecieron en los últimos años. Estas ciencias incluyen la nanotecnología, la biotecnología, la informática, la robótica y la inteligencia artificial.

También se pueden clasificar las ciencias experimentales según su objeto de estudio. Estas clasificaciones incluyen:

• Ciencias naturales: Estudian los elementos de la naturaleza, como la física, la química y la biología.
• Ciencias sociales: Estudian los comportamientos humanos, como la economía, la psicología y la sociología.
• Ciencias aplicadas: Estudian la aplicación de los conocimientos científicos para solucionar problemas específicos, como la medicina, la ingeniería y la tecnología.

La experimentación es un proceso de investigación científica que consiste en obtener información mediante la realización de pruebas controladas. Estas pruebas son diseñadas para evaluar el comportamiento de una variable bajo una serie de condiciones establecidas.

La experimentación se realiza para obtener resultados a partir de la interacción de variables. Estos resultados son usados para descubrir relaciones entre las variables y para formular hipótesis sobre el comportamiento de los fenómenos estudiados.

Las principales características de la experimentación son:

• Se realizan pruebas controladas.
• Se establecen condiciones específicas.
• Se evalúan las variables.
• Se busca determinar relaciones entre variables.
• Se formulan hipótesis.

La experimentación es una herramienta fundamental para la investigación científica ya que permite obtener información sobre los fenómenos estudiados de forma precisa y confiable. Esto es posible gracias a que se realizan pruebas controladas que permiten evaluar el comportamiento de las variables bajo determinadas condiciones. Esto a su vez permite descubrir relaciones entre dichas variables y formular hipótesis sobre el comportamiento de los fenómenos estudiados.

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Química experimental

La química, es una ciencia natural y experimental, pues es una ciencia que aborda la teoría, mediante la práctica, y la experimentación a través de un laboratorio.

La química experimental está íntimamente relacionada con el trabajo en un laboratorio, donde realizamos experimentos, descubriendo leyes que hacen que la ciencia química sea más comprensible, al unificar la teoría con la práctica.

La química,  es una ciencia primordialmente experimental, pues la gran mayoría de sus conocimientos se han conseguido mediante las observaciones realizadas a través de procesos empíricos , o lo que es lo mismo, a través de conocimientos basados en la experiencia.

La química experimental se reitera en la metodización de observaciones y medidas cuantitativas bajo condiciones experimentales controladas, preparando estados bien dispuestos para la anotación y recolección de datos y resultados de cálculos de tal forma que puedan inferirse deducciones de manera más sencilla que desde el punto de vista teórico.

El trabajo en el laboratorio es el corazón de la química, donde la observación y la interpretación de los principios químicos, son vitales para el desarrollo de la ciencia, y donde siempre tiene cabida el razonamiento lógico e imaginativo, así como el ingenio y el uso común.

En el trabajo en laboratorio para tratar a la química como experimental, se han de seguir rigurosos  pasos como la seguridad y la realización de informes que dejen constancia del trabajo realizado siguiendo unos sencillos pasos:

• Realizar anotaciones de todos los datos lo antes posible, con el fin de poder realizar posteriormente las observaciones pertinentes. Anotando siempre el nombre del autor del trabajo, la fecha y dando un título a la experiencia.
• Han de registrarse claramente todos los datos de las observaciones, usando una forma apropiada de tabulación, e incluso cuando sea posible, realizar tablas de recogida de datos.
• Indicar siempre las operaciones realizadas, presentando un cálculo ordenado, indicando las unidades de medición utilizadas en cada caso, etc.

A continuación se exponen algunos utensilios y materiales de laboratorio frecuentemente utilizados en la química experimental:

Para que una ciencia sea experimental, debe seguir una serie de principios conocidos como método científico.

La primera de las pautas a seguir es la reproducibilidad, pues para ser válida la experiencia debe tener la capacidad de poder reproducirse en cualquier lugar y por cualquier persona, lo que basa ha esta pauta en la comunicación y la publicidad de los resultados obtenidos en nuestros experimentos, con la finalidad de propagar la ciencia, contribuyendo a su desarrollo.

La segunda pauta a seguir es la falsabilidad, o lo que es lo mismo, la capacidad que puedan tener los experimentos para poder producir resultados distintos de los predichos, pudiendo así negarse, o afirmarse una determinada hipótesis.

Un científico debe seguir una serie de métodos , como los definitorios, los clasificatorios, los estadísticos, los hipotéticos –deductivos, métodos de medición, etc., así, cuando nos referimos al método científico, nos podemos referir también a una serie de pasos utilizados, para llegar al conocimiento, y por lo tanto, poder dar como válido a un determinado experimento frente a la comunidad científica

• Evolución de la química
• Revolución Química
• Importancia de la Química
• Química inorgánica
• Filosofía de la Química
• Ramas de la química

La química es el estudio científico de las propiedades y el comportamiento de la materia. Es una ciencia natural que abarca desde los elementos que componen la materia hasta los compuestos compuestos por átomos, moléculas e iones: su composición, estructura, propiedades, comportamiento y los cambios que experimentan durante una reacción con otras sustancias.

En el ámbito de su materia, la química ocupa una posición intermedia entre la física y la biología. A veces se le llama la ciencia central porque proporciona una base para comprender las disciplinas científicas básicas y aplicadas a un nivel fundamental. Por ejemplo, la química explica aspectos del crecimiento de las plantas (botánica), la formación de rocas ígneas (geología), cómo se forma el ozono atmosférico y cómo se degradan los contaminantes ambientales (ecología), las propiedades del suelo en la luna (cosmoquímica), cómo cómo funcionan los medicamentos (farmacología) y cómo recolectar evidencia de ADN en la escena del crimen (medicina forense).

La química aborda temas como la forma en que los átomos y las moléculas interactúan a través de enlaces químicos para formar nuevos compuestos químicos. Hay dos tipos de enlaces químicos: 1. enlaces químicos primarios, por ejemplo, enlaces covalentes, en los que los átomos comparten uno o más electrones; enlaces iónicos, en los que un átomo dona uno o más electrones a otro átomo para producir iones (cationes y aniones); enlaces metálicos y 2. enlaces químicos secundarios, por ejemplo, enlaces de hidrógeno; Enlaces de fuerza de Van der Waals, interacción ion-ion, interacción ion-dipolo, etc.

La palabra química proviene de una modificación de la palabra alquimia, que se refería a un conjunto anterior de prácticas que abarcaban elementos de química, metalurgia, filosofía, astrología, astronomía, misticismo y medicina. La alquimia a menudo se considera vinculada a la búsqueda de convertir el plomo u otros metales básicos en oro, aunque los alquimistas también estaban interesados ​​​​en muchas de las cuestiones de la química moderna.

La palabra moderna alquimia a su vez se deriva de la palabra árabe al-kīmīā (الكیمیاء). Esto puede tener orígenes egipcios ya que al-kīmīā se deriva del griego antiguo χημία, que a su vez se deriva de la palabra Kemet , que es el nombre antiguo de Egipto en el idioma egipcio. Alternativamente, al-kīmīā puede derivar de χημεία 'fundir juntos'.

Principios modernos

El modelo actual de estructura atómica es el modelo mecánico cuántico. La química tradicional comienza con el estudio de partículas elementales, átomos, moléculas, sustancias, metales, cristales y otros agregados de materia. La materia se puede estudiar en estado sólido, líquido, gaseoso y de plasma, de forma aislada o en combinación. Las interacciones, reacciones y transformaciones que se estudian en química suelen ser el resultado de interacciones entre átomos, lo que lleva a reordenamientos de los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos. Tales comportamientos se estudian en un laboratorio de química.

El laboratorio de química estereotípicamente utiliza varias formas de cristalería de laboratorio. Sin embargo, la cristalería no es fundamental para la química, y gran parte de la química experimental (así como aplicada/industrial) se realiza sin ella.

Una reacción química es una transformación de algunas sustancias en una o más sustancias diferentes. La base de tal transformación química es la reorganización de los electrones en los enlaces químicos entre los átomos. Se puede representar simbólicamente a través de una ecuación química, que generalmente involucra átomos como sujetos. El número de átomos a la izquierda ya la derecha en la ecuación de una transformación química es igual. (Cuando el número de átomos en cada lado es desigual, la transformación se denomina reacción nuclear o desintegración radiactiva). El tipo de reacciones químicas que puede sufrir una sustancia y los cambios de energía que pueden acompañarlo están limitados por ciertas reglas básicas, conocidas como leyes químicas.

Las consideraciones de energía y entropía son invariablemente importantes en casi todos los estudios químicos. Las sustancias químicas se clasifican en términos de su estructura, fase y composición química. Pueden analizarse utilizando las herramientas del análisis químico, por ejemplo, espectroscopia y cromatografía. Los científicos que se dedican a la investigación química se conocen como químicos. La mayoría de los químicos se especializan en una o más subdisciplinas. Varios conceptos son esenciales para el estudio de la química; algunos de ellos son:

En química, la materia se define como cualquier cosa que tiene masa y volumen en reposo (ocupa espacio) y está formada por partículas. Las partículas que componen la materia también tienen masa en reposo; no todas las partículas tienen masa en reposo, como el fotón. La materia puede ser una sustancia química pura o una mezcla de sustancias.

El átomo es la unidad básica de la química. Consiste en un núcleo denso llamado núcleo atómico rodeado por un espacio ocupado por una nube de electrones. El núcleo está formado por protones con carga positiva y neutrones sin carga (en conjunto llamados nucleones), mientras que la nube de electrones está formada por electrones con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo. En un átomo neutro, los electrones cargados negativamente equilibran la carga positiva de los protones. El núcleo es denso; la masa de un nucleón es aproximadamente 1.836 veces la de un electrón, pero el radio de un átomo es unas 10.000 veces el de su núcleo.

El átomo es también la entidad más pequeña que se puede considerar para retener las propiedades químicas del elemento, como electronegatividad, potencial de ionización, estado(s) de oxidación preferido(s), número de coordinación y tipos preferidos de enlaces a formar (p. ej., metálico, iónico, covalente).

Un elemento químico es una sustancia pura que se compone de un solo tipo de átomo, caracterizado por su número particular de protones en el núcleo de sus átomos, conocido como número atómico y representado por el símbolo Z. El número de masa es la suma del número de protones y neutrones en un núcleo. Aunque todos los núcleos de todos los átomos pertenecientes a un elemento tendrán el mismo número atómico, es posible que no tengan necesariamente el mismo número de masa; Los átomos de un elemento que tienen diferente número de masa se conocen como isótopos. Por ejemplo, todos los átomos con 6 protones en sus núcleos son átomos del elemento químico carbono, pero los átomos de carbono pueden tener un número de masa de 12 o 13.

La presentación estándar de los elementos químicos se encuentra en la tabla periódica, que ordena los elementos por número atómico. La tabla periódica se organiza en grupos o columnas y periodos o filas. La tabla periódica es útil para identificar tendencias periódicas.

Un compuesto es una sustancia química pura formada por más de un elemento. Las propiedades de un compuesto guardan poca similitud con las de sus elementos. La nomenclatura estándar de compuestos la establece la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Los compuestos orgánicos se nombran de acuerdo con el sistema de nomenclatura orgánica. Los nombres de los compuestos inorgánicos se crean de acuerdo con el sistema de nomenclatura inorgánica. Cuando un compuesto tiene más de un componente, entonces se dividen en dos clases, los componentes electropositivos y electronegativos. Además, el Chemical Abstracts Service ha ideado un método para indexar sustancias químicas. En este esquema, cada sustancia química es identificable por un número conocido como su número de registro CAS.

Una molécula es la porción indivisible más pequeña de una sustancia química pura que tiene su conjunto único de propiedades químicas, es decir, su potencial para sufrir un determinado conjunto de reacciones químicas con otras sustancias. Sin embargo, esta definición solo funciona bien para sustancias que están compuestas de moléculas, lo que no es cierto para muchas sustancias (ver más abajo). Las moléculas suelen ser un conjunto de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes, de modo que la estructura es eléctricamente neutra y todos los electrones de valencia están emparejados con otros electrones en enlaces o en pares solitarios.

Por tanto, las moléculas existen como unidades eléctricamente neutras, a diferencia de los iones. Cuando se rompe esta regla, dando a la "molécula" una carga, el resultado a veces se denomina ion molecular o ion poliatómico. Sin embargo, la naturaleza discreta y separada del concepto molecular generalmente requiere que los iones moleculares estén presentes solo en forma bien separada, como un haz dirigido en el vacío en un espectrómetro de masas. Las colecciones poliatómicas cargadas que residen en sólidos (por ejemplo, iones comunes de sulfato o nitrato) generalmente no se consideran "moléculas" en química. Algunas moléculas contienen uno o más electrones desapareados, creando radicales. La mayoría de los radicales son comparativamente reactivos, pero algunos, como el óxido nítrico (NO), pueden ser estables.

Los elementos "inertes" o gases nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón) están compuestos de átomos solitarios como su unidad discreta más pequeña, pero los otros elementos químicos aislados consisten en moléculas o redes de átomos unidos entre sí. de alguna manera. Las moléculas identificables componen sustancias familiares como el agua, el aire y muchos compuestos orgánicos como el alcohol, el azúcar, la gasolina y los diversos productos farmacéuticos.

Sin embargo, no todas las sustancias o compuestos químicos consisten en moléculas discretas y, de hecho, la mayoría de las sustancias sólidas que forman la corteza sólida, el manto y el núcleo de la Tierra son compuestos químicos sin moléculas. Estos otros tipos de sustancias, como los compuestos iónicos y los sólidos en red, están organizados de tal manera que carecen de la existencia de moléculas identificables per se . En cambio, estas sustancias se analizan en términos de unidades de fórmula o celdas unitarias como la estructura repetitiva más pequeña dentro de la sustancia. Ejemplos de tales sustancias son las sales minerales (como la sal de mesa), los sólidos como el carbono y el diamante, los metales y los minerales de sílice y silicato conocidos, como el cuarzo y el granito.

Una de las principales características de una molécula es su geometría, a menudo llamada estructura. Mientras que la estructura de las moléculas diatómicas, triatómicas o tetraatómicas puede ser trivial (lineal, piramidal angular, etc.), la estructura de las moléculas poliatómicas, que están constituidas por más de seis átomos (de varios elementos) puede ser crucial para su naturaleza química..

Sustancia y mezcla

Una sustancia química es un tipo de materia con una composición definida y un conjunto de propiedades. A un conjunto de sustancias se le llama mezcla. Ejemplos de mezclas son el aire y las aleaciones.

Mol y cantidad de sustancia

El mol es una unidad de medida que denota una cantidad de sustancia (también llamada cantidad química). Se define que un mol contiene exactamente6.022 140 76 × 10 partículas (átomos, moléculas, iones o electrones), donde el número de partículas por mol se conoce como constante de Avogadro. La concentración molar es la cantidad de una sustancia en particular por volumen de solución y comúnmente se expresa en mol/dm.

Además de las propiedades químicas específicas que distinguen las diferentes clasificaciones químicas, los productos químicos pueden existir en varias fases. En su mayor parte, las clasificaciones químicas son independientes de estas clasificaciones de fase a granel; sin embargo, algunas fases más exóticas son incompatibles con ciertas propiedades químicas. Una fase es un conjunto de estados de un sistema químico que tienen propiedades estructurales a granel similares, en un rango de condiciones, como la presión o la temperatura.

Las propiedades físicas, como la densidad y el índice de refracción, tienden a caer dentro de los valores característicos de la fase. La fase de la materia se define por la transición de fase , que es cuando la energía puesta o extraída del sistema reorganiza la estructura del sistema, en lugar de cambiar las condiciones generales.

A veces, la distinción entre fases puede ser continua en lugar de tener un límite discreto; en este caso, se considera que la materia se encuentra en un estado supercrítico. Cuando tres estados se encuentran en función de las condiciones, se conoce como punto triple y, dado que este es invariante, es una forma conveniente de definir un conjunto de condiciones.

Los ejemplos más familiares de fases son sólidos, líquidos y gases. Muchas sustancias exhiben múltiples fases sólidas. Por ejemplo, hay tres fases de hierro sólido (alfa, gamma y delta) que varían según la temperatura y la presión. Una diferencia principal entre las fases sólidas es la estructura cristalina, o disposición, de los átomos. Otra fase que se encuentra comúnmente en el estudio de la química es la fase acuosa , que es el estado de las sustancias disueltas en una solución acuosa (es decir, en agua).

Las fases menos familiares incluyen plasmas, condensados ​​de Bose-Einstein y condensados ​​fermiónicos y las fases paramagnética y ferromagnética de materiales magnéticos. Si bien las fases más familiares se ocupan de los sistemas tridimensionales, también es posible definir análogos en sistemas bidimensionales, lo que ha recibido atención por su relevancia para los sistemas en biología.

Vinculación

Se dice que los átomos que se unen en moléculas o cristales están unidos entre sí. Un enlace químico puede visualizarse como el equilibrio multipolar entre las cargas positivas en los núcleos y las cargas negativas que oscilan alrededor de ellos. Más que una simple atracción y repulsión, las energías y distribuciones caracterizan la disponibilidad de un electrón para unirse a otro átomo.

El enlace químico puede ser un enlace covalente, un enlace iónico, un enlace de hidrógeno o simplemente debido a la fuerza de Van der Waals. Cada uno de estos tipos de vínculos se atribuye a algún potencial. Estos potenciales crean las interacciones que mantienen unidos a los átomos en moléculas o cristales. En muchos compuestos simples, la teoría del enlace de valencia, el modelo de repulsión del par de electrones de la capa de valencia (VSEPR) y el concepto de número de oxidación se pueden utilizar para explicar la estructura y la composición molecular.

Un enlace iónico se forma cuando un metal pierde uno o más de sus electrones, convirtiéndose en un catión cargado positivamente, y luego los electrones son ganados por el átomo no metálico, convirtiéndose en un anión cargado negativamente. Los dos iones con carga opuesta se atraen y el enlace iónico es la fuerza de atracción electrostática entre ellos. Por ejemplo, el sodio (Na), un metal, pierde un electrón para convertirse en un catión Na, mientras que el cloro (Cl), un no metal, gana este electrón para convertirse en Cl. Los iones se mantienen unidos debido a la atracción electrostática y se forma ese compuesto de cloruro de sodio (NaCl), o sal común de mesa.

En un enlace covalente, uno o más pares de electrones de valencia son compartidos por dos átomos: el grupo eléctricamente neutro resultante de átomos enlazados se denomina molécula. Los átomos compartirán electrones de valencia de tal manera que se cree una configuración electrónica de gas noble (ocho electrones en su capa más externa) para cada átomo. Se dice que los átomos que tienden a combinarse de tal manera que cada uno tiene ocho electrones en su capa de valencia siguen la regla del octeto. Sin embargo, algunos elementos como el hidrógeno y el litio necesitan solo dos electrones en su capa más externa para lograr esta configuración estable; se dice que estos átomos siguen la regla del dúo , y de esta forma van alcanzando la configuración electrónica del gas noble helio, que tiene dos electrones en su capa exterior.

De manera similar, las teorías de la física clásica se pueden usar para predecir muchas estructuras iónicas. Con compuestos más complicados, como los complejos metálicos, la teoría del enlace de valencia es menos aplicable y generalmente se utilizan enfoques alternativos, como la teoría de orbitales moleculares. Ver diagrama de orbitales electrónicos.

En el contexto de la química, la energía es un atributo de una sustancia como consecuencia de su estructura atómica, molecular o agregada. Dado que una transformación química va acompañada de un cambio en uno o más de estos tipos de estructuras, invariablemente va acompañada de un aumento o disminución de la energía de las sustancias involucradas. Parte de la energía se transfiere entre el entorno y los reactivos de la reacción en forma de calor o luz; por tanto, los productos de una reacción pueden tener más o menos energía que los reactivos.

Se dice que una reacción es exergónica si el estado final es más bajo en la escala de energía que el estado inicial; en el caso de las reacciones endergónicas la situación es la inversa. Se dice que una reacción es exotérmica si la reacción libera calor a los alrededores; en el caso de reacciones endotérmicas, la reacción absorbe calor del entorno.

Sólo existen posibles estados de energía limitados para electrones, átomos y moléculas. Estos están determinados por las reglas de la mecánica cuántica, que requieren la cuantificación de la energía de un sistema ligado. Se dice que los átomos/moléculas en un estado de mayor energía están excitados. Las moléculas/átomos de sustancia en un estado de energía excitado suelen ser mucho más reactivos; es decir, más susceptibles a las reacciones químicas.

La fase de una sustancia está invariablemente determinada por su energía y la energía de su entorno. Cuando las fuerzas intermoleculares de una sustancia son tales que la energía del entorno no es suficiente para vencerlas, se presenta en una fase más ordenada como líquida o sólida como es el caso del agua (H 2 O); un líquido a temperatura ambiente porque sus moléculas están unidas por puentes de hidrógeno. Mientras que el sulfuro de hidrógeno (H 2 S) es un gas a temperatura ambiente y presión estándar, ya que sus moléculas están unidas por interacciones dipolo-dipolo más débiles.

La transferencia de energía de una sustancia química a otra depende del tamaño de los cuantos de energía emitidos por una sustancia. Sin embargo, la energía térmica a menudo se transfiere más fácilmente de casi cualquier sustancia a otra porque los fonones responsables de los niveles de energía vibracional y rotacional en una sustancia tienen mucha menos energía que los fotones invocados para la transferencia de energía electrónica. Por lo tanto, debido a que los niveles de energía de vibración y rotación están más próximos que los niveles de energía electrónica, el calor se transfiere más fácilmente entre sustancias en relación con la luz u otras formas de energía electrónica. Por ejemplo, la radiación electromagnética ultravioleta no se transfiere con tanta eficacia de una sustancia a otra como la energía térmica o eléctrica.

La existencia de niveles de energía característicos para diferentes sustancias químicas es útil para su identificación mediante el análisis de líneas espectrales. A menudo se utilizan diferentes tipos de espectros en la espectroscopia química, por ejemplo, IR, microondas, RMN, ESR, etc. La espectroscopia también se utiliza para identificar la composición de objetos remotos, como estrellas y galaxias distantes, mediante el análisis de sus espectros de radiación.

El término energía química se usa a menudo para indicar el potencial de una sustancia química para sufrir una transformación a través de una reacción química o para transformar otras sustancias químicas.

Cuando una sustancia química se transforma como resultado de su interacción con otra sustancia o con energía, se dice que ha ocurrido una reacción química. Una reacción química es por tanto un concepto relacionado con la "reacción" de una sustancia cuando entra en estrecho contacto con otra, ya sea como mezcla o como solución; exposición a alguna forma de energía, o ambas. Da como resultado cierto intercambio de energía entre los constituyentes de la reacción, así como con el entorno del sistema, que pueden ser recipientes diseñados, a menudo material de vidrio de laboratorio.

Las reacciones químicas pueden resultar en la formación o disociación de moléculas, es decir, moléculas que se separan para formar dos o más moléculas o reordenamiento de átomos dentro o entre moléculas. Las reacciones químicas generalmente involucran la formación o ruptura de enlaces químicos. La oxidación, la reducción, la disociación, la neutralización ácido-base y el reordenamiento molecular son algunos de los tipos de reacciones químicas comúnmente utilizados.

Una reacción química se puede representar simbólicamente a través de una ecuación química. Mientras que en una reacción química no nuclear el número y tipo de átomos en ambos lados de la ecuación son iguales, para una reacción nuclear esto es cierto solo para las partículas nucleares, a saber. protones y neutrones.

La secuencia de pasos en los que puede tener lugar la reorganización de los enlaces químicos en el curso de una reacción química se denomina mecanismo. Se puede imaginar que una reacción química tiene lugar en varios pasos, cada uno de los cuales puede tener una velocidad diferente. Muchos intermedios de reacción con estabilidad variable pueden por lo tanto contemplarse durante el curso de una reacción. Se proponen mecanismos de reacción para explicar la cinética y la mezcla relativa de productos de una reacción. Muchos físicos químicos se especializan en explorar y proponer los mecanismos de varias reacciones químicas. Varias reglas empíricas, como las reglas de Woodward-Hoffmann, a menudo son útiles al proponer un mecanismo para una reacción química.

Según el libro de oro de la IUPAC, una reacción química es "un proceso que da como resultado la interconversión de especies químicas". En consecuencia, una reacción química puede ser una reacción elemental o una reacción por etapas. Se hace una advertencia adicional, ya que esta definición incluye casos en los que la interconversión de confórmeros es observable experimentalmente. Tales reacciones químicas detectables normalmente involucran conjuntos de entidades moleculares como se indica en esta definición, pero a menudo es conceptualmente conveniente usar el término también para cambios que involucran entidades moleculares individuales (es decir, 'eventos químicos microscópicos').

Iones y sales

Un ion es una especie cargada, un átomo o una molécula, que ha perdido o ganado uno o más electrones. Cuando un átomo pierde un electrón y por lo tanto tiene más protones que electrones, el átomo es un ion o catión con carga positiva. Cuando un átomo gana un electrón y por lo tanto tiene más electrones que protones, el átomo es un ion o anión con carga negativa. Los cationes y aniones pueden formar una red cristalina de sales neutras, como los iones de Na y Cl que forman cloruro de sodio o NaCl. Ejemplos de iones poliatómicos que no se dividen durante las reacciones ácido-base son el hidróxido (OH) y el fosfato (PO 4 ).

El plasma está compuesto de materia gaseosa que ha sido completamente ionizada, generalmente a alta temperatura.

Acidez y basicidad

Una sustancia a menudo se puede clasificar como un ácido o una base. Hay varias teorías diferentes que explican el comportamiento ácido-base. La más simple es la teoría de Arrhenius, que establece que el ácido es una sustancia que produce iones de hidronio cuando se disuelve en agua, y una base es aquella que produce iones de hidróxido cuando se disuelve en agua. De acuerdo con la teoría ácido-base de Brønsted-Lowry, los ácidos son sustancias que donan un ion de hidrógeno positivo a otra sustancia en una reacción química; por extensión, una base es la sustancia que recibe ese ion de hidrógeno.

Una tercera teoría común es la teoría ácido-base de Lewis, que se basa en la formación de nuevos enlaces químicos. La teoría de Lewis explica que un ácido es una sustancia que es capaz de aceptar un par de electrones de otra sustancia durante el proceso de formación del enlace, mientras que una base es una sustancia que puede proporcionar un par de electrones para formar un nuevo enlace. De acuerdo con esta teoría, las cosas cruciales que se intercambian son los cargos. Hay varias otras formas en que una sustancia puede clasificarse como un ácido o una base, como es evidente en la historia de este concepto.

La fuerza del ácido se mide comúnmente por dos métodos. Una medida, basada en la definición de acidez de Arrhenius, es el pH, que es una medida de la concentración de iones hidronio en una solución, expresada en una escala logarítmica negativa. Por lo tanto, las soluciones que tienen un pH bajo tienen una alta concentración de iones hidronio y se puede decir que son más ácidas. La otra medida, basada en la definición de Brønsted-Lowry, es la constante de disociación ácida (K a ), que mide la capacidad relativa de una sustancia para actuar como un ácido según la definición de ácido de Brønsted-Lowry. Es decir, las sustancias con una K a más alta tienen más probabilidades de donar iones de hidrógeno en las reacciones químicas que aquellas con valores de K a más bajos.

Las reacciones redox ( reducción - oxidación ) incluyen todas las reacciones químicas en las que los átomos cambian su estado de oxidación al ganar electrones (reducción) o perder electrones (oxidación). Las sustancias que tienen la capacidad de oxidar otras sustancias se dice que son oxidantes y se conocen como agentes oxidantes, oxidantes u oxidantes. Un oxidante quita electrones de otra sustancia. De manera similar, se dice que las sustancias que tienen la capacidad de reducir otras sustancias son reductoras y se conocen como agentes reductores, reductores o reductores.

Un reductor transfiere electrones a otra sustancia y, por lo tanto, se oxida. Y debido a que "dona" electrones, también se le llama donante de electrones. La oxidación y la reducción se refieren propiamente a un cambio en el número de oxidación; es posible que nunca ocurra la transferencia real de electrones. Por lo tanto, la oxidación se define mejor como un aumento en el número de oxidación y la reducción como una disminución en el número de oxidación.

Aunque el concepto de equilibrio se usa ampliamente en todas las ciencias, en el contexto de la química surge siempre que son posibles varios estados diferentes de la composición química, como por ejemplo, en una mezcla de varios compuestos químicos que pueden reaccionar entre sí, o cuando una sustancia puede estar presente en más de un tipo de fase.

Un sistema de sustancias químicas en equilibrio, aunque tenga una composición invariable, en la mayoría de los casos no es estático; las moléculas de las sustancias continúan reaccionando entre sí dando lugar así a un equilibrio dinámico. Así, el concepto describe el estado en el que los parámetros como la composición química permanecen inalterables a lo largo del tiempo.

Leyes químicas

Las reacciones químicas se rigen por ciertas leyes, que se han convertido en conceptos fundamentales de la química. Algunos de ellos son:

• ley de avogadro
• Ley de Beer-Lambert
• Ley de Boyle (1662, que relaciona la presión y el volumen)
• Ley de Charles (1787, que relaciona el volumen y la temperatura)
• Leyes de difusión de Fick
• Ley de Gay-Lussac (1809, que relaciona presión y temperatura)
• El principio de Le Chatelier
• la ley de henry
• ley de Hess
• La ley de conservación de la energía conduce a los conceptos importantes de equilibrio, termodinámica y cinética.
• La ley de conservación de la masa continúa conservándose en sistemas aislados, incluso en la física moderna. Sin embargo, la relatividad especial muestra que debido a la equivalencia masa-energía, cada vez que se extrae "energía" no material (calor, luz, energía cinética) de un sistema no aislado, se perderá algo de masa con él. Las pérdidas de alta energía dan como resultado la pérdida de cantidades ponderables de masa, un tema importante en la química nuclear.
• Ley de composición definida, aunque en muchos sistemas (especialmente en biomacromoléculas y minerales) las proporciones tienden a requerir grandes números y con frecuencia se representan como una fracción.
• ley de las proporciones multiples
• ley de Raoult

La historia de la química abarca un período desde tiempos muy remotos hasta el presente. Desde varios milenios antes de Cristo, las civilizaciones estaban utilizando tecnologías que eventualmente formarían la base de las diversas ramas de la química. Los ejemplos incluyen la extracción de metales de minerales, la fabricación de cerámica y esmaltes, la fermentación de cerveza y vino, la extracción de productos químicos de plantas para medicina y perfume, la conversión de grasa en jabón, la fabricación de vidrio y la elaboración de aleaciones como el bronce. La química fue precedida por su protociencia, la alquimia, que es un enfoque intuitivo pero no científico para comprender los componentes de la materia y sus interacciones. No logró explicar la naturaleza de la materia y sus transformaciones, pero al realizar experimentos y registrar los resultados, los alquimistas sentaron las bases para la química moderna. El químico escéptico (1661). Si bien tanto la alquimia como la química se ocupan de la materia y sus transformaciones, la diferencia crucial la dio el método científico que los químicos emplearon en su trabajo. Se considera que la química se convirtió en una ciencia establecida con el trabajo de Antoine Lavoisier, quien desarrolló una ley de conservación de la masa que exigía mediciones cuidadosas y observaciones cuantitativas de los fenómenos químicos. La historia de la química está entrelazada con la historia de la termodinámica, especialmente a través del trabajo de Willard Gibbs.

La definición de química ha cambiado con el tiempo, a medida que nuevos descubrimientos y teorías se suman a la funcionalidad de la ciencia. El término "química", en opinión del destacado científico Robert Boyle en 1661, significaba el tema de los principios materiales de los cuerpos mixtos. En 1663, el químico Christopher Glaser describió la "química" como un arte científico, mediante el cual se aprende a disolver cuerpos y extraer de ellos las diferentes sustancias que los componen, y cómo unirlos nuevamente y exaltarlos a una perfección superior.

La definición de 1730 de la palabra "química", tal como la usó Georg Ernst Stahl, significaba el arte de resolver cuerpos mixtos, compuestos o agregados en sus principios; y de componer tales cuerpos a partir de esos principios. En 1837, Jean-Baptiste Dumas consideró que la palabra "química" se refería a la ciencia que se ocupa de las leyes y efectos de las fuerzas moleculares. Esta definición evolucionó aún más hasta que, en 1947, pasó a significar la ciencia de las sustancias: su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias, una caracterización aceptada por Linus Pauling. Más recientemente, en 1998, el profesor Raymond Chang amplió la definición de "química" para referirse al estudio de la materia y los cambios que sufre.

Las primeras civilizaciones, como los egipcios, los babilonios y los indios, acumularon conocimientos prácticos sobre las artes de la metalurgia, la cerámica y los tintes, pero no desarrollaron una teoría sistemática.

Una hipótesis química básica surgió por primera vez en la Grecia clásica con la teoría de los cuatro elementos propuesta definitivamente por Aristóteles al afirmar que el fuego, el aire, la tierra y el agua eran los elementos fundamentales a partir de los cuales todo se forma como una combinación. El atomismo griego se remonta al 440 a. C., surgido en obras de filósofos como Demócrito y Epicuro. En el año 50 a. C., el filósofo romano Lucrecio amplió la teoría en su libro De rerum natura (Sobre la naturaleza de las cosas). A diferencia de los conceptos modernos de la ciencia, el atomismo griego era de naturaleza puramente filosófica, con poca preocupación por las observaciones empíricas y ninguna preocupación por los experimentos químicos.

Una forma temprana de la idea de conservación de la masa es la noción de que "Nada viene de la nada" en la filosofía griega antigua, que se puede encontrar en Empédocles (aproximadamente en el siglo IV a. C.): "Porque es imposible que algo llegue a ser de lo que no es, y no se puede producir ni oír hablar de que lo que es debe ser completamente destruido". y Epicuro (siglo III a. C.), quien, describiendo la naturaleza del Universo, escribió que "la totalidad de las cosas siempre fue tal como es ahora y siempre será".

En el mundo helenístico primero proliferó el arte de la alquimia, mezclando magia y ocultismo en el estudio de las sustancias naturales con el fin último de transmutar los elementos en oro y descubrir el elixir de la vida eterna. El trabajo, particularmente el desarrollo de la destilación, continuó a principios del período bizantino y el practicante más famoso fue el greco-egipcio Zósimos de Panópolis del siglo IV. La alquimia continuó desarrollándose y practicándose en todo el mundo árabe después de las conquistas musulmanas, y desde allí, y desde los remanentes bizantinos, se difundió en la Europa medieval y renacentista a través de traducciones latinas.

Las obras árabes atribuidas a Jabir ibn Hayyan introdujeron una clasificación sistemática de sustancias químicas y proporcionaron instrucciones para derivar un compuesto inorgánico (sal amoniacal o cloruro de amonio) a partir de sustancias orgánicas (como plantas, sangre y cabello) por medios químicos. Algunas obras árabes jabirianas (por ejemplo, el "Libro de la misericordia" y el "Libro de los setenta") se tradujeron más tarde al latín con el nombre latinizado "Geber", y en la Europa del siglo XIII un escritor anónimo, generalmente denominado pseudo -Geber, comenzó a producir escritos alquímicos y metalúrgicos bajo este nombre. Filósofos musulmanes influyentes posteriores, como Abū al-Rayhān al-Bīrūnī y Avicena, cuestionaron las teorías de la alquimia, en particular la teoría de la transmutación de los metales.

Bajo la influencia de los nuevos métodos empíricos propuestos por Sir Francis Bacon y otros, un grupo de químicos de Oxford, Robert Boyle, Robert Hooke y John Mayow, comenzaron a remodelar las antiguas tradiciones alquímicas en una disciplina científica. Boyle, en particular, es considerado el padre fundador de la química debido a su obra más importante, el texto clásico de química El químico escéptico , donde se diferencia entre las afirmaciones de la alquimia y los descubrimientos científicos empíricos de la nueva química. Formuló la ley de Boyle, rechazó los "cuatro elementos" clásicos y propuso una alternativa mecanicista de átomos y reacciones químicas que podrían estar sujetas a experimentos rigurosos.

La teoría del flogisto (una sustancia en la raíz de toda combustión) fue propuesta por el alemán Georg Ernst Stahl a principios del siglo XVIII y solo fue derrocada a finales de siglo por el químico francés Antoine Lavoisier, el análogo químico de Newton en física; quien hizo más que ningún otro para establecer la nueva ciencia sobre una base teórica adecuada, aclarando el principio de conservación de la masa y desarrollando un nuevo sistema de nomenclatura química que se usa hasta el día de hoy.

Sin embargo, antes de su trabajo, se habían hecho muchos descubrimientos importantes, específicamente relacionados con la naturaleza del "aire", que se descubrió que estaba compuesto de muchos gases diferentes. El químico escocés Joseph Black (el primer químico experimental) y el flamenco Jan Baptist van Helmont descubrieron el dióxido de carbono, o lo que Black llamó 'aire fijo' en 1754; Henry Cavendish descubrió el hidrógeno y aclaró sus propiedades y Joseph Priestley e, independientemente, Carl Wilhelm Scheele aislaron el oxígeno puro.

El científico inglés John Dalton propuso la teoría moderna de los átomos; que todas las sustancias están compuestas de 'átomos' indivisibles de materia y que diferentes átomos tienen pesos atómicos variables.

El desarrollo de la teoría electroquímica de las combinaciones químicas se produjo a principios del siglo XIX como resultado del trabajo de dos científicos en particular, Jöns Jacob Berzelius y Humphry Davy, que fue posible gracias a la invención previa de la pila voltaica por parte de Alessandro Volta. Davy descubrió nueve elementos nuevos, incluidos los metales alcalinos, extrayéndolos de sus óxidos con corriente eléctrica.

El británico William Prout fue el primero en proponer ordenar todos los elementos por su peso atómico, ya que todos los átomos tenían un peso que era un múltiplo exacto del peso atómico del hidrógeno. JAR Newlands ideó una de las primeras tablas de elementos, que luego fue desarrollada en la tabla periódica de elementos moderna en la década de 1860 por Dmitri Mendeleev e independientemente por varios otros científicos, incluido Julius Lothar Meyer. Los gases inertes, más tarde llamados gases nobles, fueron descubiertos por William Ramsay en colaboración con Lord Rayleigh a finales de siglo, completando así la estructura básica de la tabla.

A principios del siglo XX, los fundamentos teóricos de la química finalmente se entendieron debido a una serie de descubrimientos notables que lograron probar y descubrir la naturaleza misma de la estructura interna de los átomos. En 1897, JJ Thomson de la Universidad de Cambridge descubrió el electrón y poco después el científico francés Becquerel y la pareja Pierre y Marie Curie investigaron el fenómeno de la radiactividad. En una serie de experimentos pioneros de dispersión, Ernest Rutherford, de la Universidad de Manchester, descubrió la estructura interna del átomo y la existencia del protón, clasificó y explicó los diferentes tipos de radiactividad y transmutó con éxito el primer elemento bombardeando nitrógeno con partículas alfa.

Su trabajo sobre la estructura atómica fue mejorado por sus estudiantes, el físico danés Niels Bohr y Henry Moseley. La teoría electrónica de los enlaces químicos y los orbitales moleculares fue desarrollada por los científicos estadounidenses Linus Pauling y Gilbert N. Lewis.

El año 2011 fue declarado por las Naciones Unidas como el Año Internacional de la Química. Fue una iniciativa de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada y de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura e involucra a sociedades químicas, académicos e instituciones de todo el mundo y se basó en iniciativas individuales para organizar actividades locales y regionales.

La química orgánica fue desarrollada por Justus von Liebig y otros, siguiendo la síntesis de urea de Friedrich Wöhler. Otros avances cruciales del siglo XIX fueron; una comprensión del enlace de valencia (Edward Frankland en 1852) y la aplicación de la termodinámica a la química (JW Gibbs y Svante Arrhenius en la década de 1870).

Subdisciplinas

La química generalmente se divide en varias subdisciplinas principales. También hay varios campos principales interdisciplinarios y más especializados de la química.

• La química analítica es el análisis de muestras de materiales para comprender su composición y estructura química. La química analítica incorpora métodos experimentales estandarizados en química. Estos métodos pueden utilizarse en todas las subdisciplinas de la química, excepto en la química puramente teórica.
• La bioquímica es el estudio de los productos químicos, las reacciones químicas y las interacciones químicas que tienen lugar en los organismos vivos. La bioquímica y la química orgánica están íntimamente relacionadas, al igual que la química médica o la neuroquímica. La bioquímica también está asociada con la biología molecular y la genética.
• La química inorgánica es el estudio de las propiedades y reacciones de los compuestos inorgánicos. La distinción entre disciplinas orgánicas e inorgánicas no es absoluta y hay mucha superposición, sobre todo en la subdisciplina de la química organometálica.
• La química de materiales es la preparación, caracterización y comprensión de sustancias con una función útil. El campo es una nueva amplitud de estudio en los programas de posgrado e integra elementos de todas las áreas clásicas de la química con un enfoque en cuestiones fundamentales que son exclusivas de los materiales. Los sistemas primarios de estudio incluyen la química de fases condensadas (sólidos, líquidos, polímeros) y las interfaces entre diferentes fases.
• La neuroquímica es el estudio de los neuroquímicos; incluyendo transmisores, péptidos, proteínas, lípidos, azúcares y ácidos nucleicos; sus interacciones y las funciones que desempeñan en la formación, el mantenimiento y la modificación del sistema nervioso.
• La química nuclear es el estudio de cómo las partículas subatómicas se unen y forman núcleos. La transmutación moderna es un gran componente de la química nuclear, y la tabla de nucleidos es un resultado y una herramienta importante para este campo.
• La química orgánica es el estudio de la estructura, propiedades, composición, mecanismos y reacciones de los compuestos orgánicos. Un compuesto orgánico se define como cualquier compuesto basado en un esqueleto de carbono.
• La química física es el estudio de las bases físicas y fundamentales de los sistemas y procesos químicos. En particular, la energía y la dinámica de tales sistemas y procesos son de interés para los químicos físicos. Las áreas importantes de estudio incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electroquímica, la mecánica estadística, la espectroscopia y, más recientemente, la astroquímica. La química física tiene una gran superposición con la física molecular. La química física implica el uso del cálculo infinitesimal para derivar ecuaciones. Suele asociarse con la química cuántica y la química teórica. La química física es una disciplina distinta de la física química, pero, de nuevo, existe una superposición muy fuerte.
• La química teórica es el estudio de la química a través del razonamiento teórico fundamental (generalmente dentro de las matemáticas o la física). En particular, la aplicación de la mecánica cuántica a la química se denomina química cuántica. Desde el final de la Segunda Guerra Mundial, el desarrollo de las computadoras ha permitido un desarrollo sistemático de la química computacional, que es el arte de desarrollar y aplicar programas informáticos para resolver problemas químicos. La química teórica tiene una gran superposición con la física de la materia condensada (teórica y experimental) y la física molecular.

Otras disciplinas dentro de la química se agrupan tradicionalmente por el tipo de materia que se estudia o el tipo de estudio. Estos incluyen la química inorgánica, el estudio de la materia inorgánica; química orgánica, el estudio de la materia orgánica (basada en carbono); bioquímica, el estudio de las sustancias que se encuentran en los organismos biológicos; la química física, el estudio de los procesos químicos utilizando conceptos físicos como la termodinámica y la mecánica cuántica; y química analítica, el análisis de muestras de materiales para comprender su composición y estructura química. En los últimos años han surgido muchas más disciplinas especializadas, por ejemplo, la neuroquímica, el estudio químico del sistema nervioso (ver subdisciplinas).

Otros campos incluyen agroquímica, astroquímica (y cosmoquímica), química atmosférica, ingeniería química, biología química, quimioinformática, electroquímica, química ambiental, femtoquímica, química del sabor, química de flujo, geoquímica, química verde, histoquímica, historia de la química, química de hidrogenación., inmunoquímica, química marina, ciencia de los materiales, química matemática, mecanoquímica, química medicinal, biología molecular, mecánica molecular, nanotecnología, química de productos naturales, enología, química organometálica, petroquímica, farmacología, fotoquímica, química orgánica física, fitoquímica, química de polímeros, radioquímica, química del estado sólido, sonoquímica, química supramolecular, química de superficies, química sintética, termoquímica y muchas otras.

La industria química representa una importante actividad económica a nivel mundial. Los 50 principales productores de productos químicos del mundo en 2013 registraron ventas por valor de 980 500 millones de USD con un margen de beneficio del 10,3 %.

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Ácido acético, polimerización.

¿Qué es la química? Importancia, ramas y áreas de estudio

¿Quieres saber qué es la química? En este artículo podrás conocer su concepto, importancia, sus distintas ramas, así como la historia y algunas aplicaciones de la química.

A lo largo del texto te ofrecemos una visión general de la química en un contexto histórico , social, tecnológico y ambiental, que te permitirá integrar nuevos conocimientos dentro del mundo que te rodea.

La comprensión de esta ciencia requerirá de una nueva manera de ver la naturaleza, por lo que al abrir la mente no solo podrás entenderla sino también disfrutarla.

¿Qué es la química?

La química es una ciencia activa en constante evolución que tiene importancia vital en nuestro planeta, tanto en nuestro entorno ambiental como en la sociedad. Estudia la materia y los cambios que tienen lugar en ella.

Importancia de la química

La química ha contribuido a la creación de nuevas industrias, materiales, productos farmacéuticos, agrícolas y más; con un impacto tan grande en la sociedad que ha modificado el estilo de las personas hasta la fecha y lo seguirá haciendo cada día gracias al conjunto de procedimientos científicos que se usan para el análisis químico de muestras, extracción o síntesis de sustancias.

Para comprender el concepto de química, sus ramas y en general todo sobre el área de estudio, lo primero que debes conocer es el concepto de materia.

¿Qué es la materia?

La materia abarca lo que podemos observar y tocar (como la tierra, los objetos y los árboles) y lo que no podemos percibir ni tocar (como la brisa, el aire y los gases).

Así pues, podemos determinar que el universo entero posee un “ centro químico ” que interconecta todo lo que en él hay.

Los químicos separan varios subtipos de materia con base en sus propiedades. La clasificación de la materia comprende:

• Elementos y compuestos
• Átomos y moléculas.

Este último tema lo puedes estudiarlo a detalle en nuestra entrada:

Ramas de la química

La química es una ciencia que abarca muchas áreas de estudio, y se interrelaciona con muchas otras, de forma general podemos dividirla en cuatro grandes ramas:

• Química general : Estudia los principios teóricos como las leyes, reglas y teorías que explican el comportamiento y composición de la materia y energía.
• Química descriptiva : Estudia la composición, propiedades y métodos de obtención de diversas sustancias. A la vez se subdivide en inorgánica y orgánica.
• Química analítica : Estudia los componentes de una muestra y sus cantidades. Puede ser cualitativa o cuantitativa.
• Química aplicada : Atiende problemas específicos y se relaciona con otras ciencias. Entre ellas: fisicoquímica, bioquímica, petroquímica, agroquímica, geoquímica y más.

Igualmente puedes conocer a profundidad las ramas de la química en nuestro post: Ramas y áreas de estudio de la química. Allí explicamos a detalle todas las ciencias relacionadas con la química y sus divisiones.

¿Qué estudia la química?

Sin embargo, la química va mucho más allá y en comparación con otras disciplinas, es común la idea de que la química es muy difícil.

Podemos justificar dicha percepción porque posee un vocabulario específico, por ejemplo. Pero no es tan complicado como parece, la relación que muchos tienen con la química se establece, frecuentemente, desde temprana edad.

Algunos ejemplos de la presencia de la química en nuestra vida cotidiana:

• Cuando nos enseñan que el agua junto al fuego se evapora luego de un rato a la llama.
• Al utilizar la olla de presión para cocinar granos o guisos.
• Al ver que el agua y el aceite no se mezclan.
• Si diluyes el azúcar en el café.

En cada caso estás usando la química, solo que en términos más coloquiales y de poca rigurosidad científica.Por lo tanto, la química está más presente de lo que percibes.

¿Por qué es importante?

Porque la química es una ciencia central, ya que los conocimientos básicos de química son indispensables para los estudiantes de biología, física, geología, ecología y muchas otras disciplinas.

De hecho, la química rige nuestro comportamiento; a falta de ella, la vida sería más breve en lo que llamaremos condiciones primitivas: sin automóviles, sin electricidad, medicinas o dispositivos electrónicos.

¿Qué es la química como ciencia experimental?

Las ciencias experimentales, como la química, utilizan métodos rigurosos, pero dinámicos para resolver problemas, lo cual requiere de mucha creatividad por parte de los científicos para realizar experimentos controlados y estudiar los fenómenos naturales.

En ese sentido, un experimento controlado consiste en manipular una variable o factor sin variar el resto de los factores que influyen sobre el fenómeno observado.

La investigación científica es un proceso que requiere de:

• Observación del fenómeno a estudiar.
• La búsqueda de información al respecto.
• Definición de un problema particular para estudiarlo.
• La formulación de posibles explicaciones comprobables (hipótesis).
• La experimentación para la obtención de datos reales.
• El análisis de los datos.
• La discusión de los resultados.
• La elaboración de conclusiones que pudieran generar nuevas leyes y teorías.
• Y finalmente, la comunicación de los resultados a la comunidad científica y otros ámbitos de interés.

Este proceso no ocurre necesariamente de manera lineal, ya que son muchos los errores y problemas que se encuentran en el camino y que hay que resolver para poder avanzar.

Aplicación de la química

Todo aquello que extraiga tecnología de la química es una aplicación. Entre ellas se mencionan:

• En la industria petrolera la química permite la refinación del petróleo a través de procesos de: destilación, lubricación, integración y desintegración catalítica, alquilación, hidrogenación, isomerización, recuperación de azufre, coquización, hidrodesmetalización, y desintegración térmica.
• Gracias a la refinación y transformación del petróleo la industria petroquímica puede producir: plástico, el cual es un polímero altamente moldeable bajo influencia del calor y fibras sintéticas. Caucho sintético, fertilizantes para acelerar el desarrollo de los cultivos, solventes y detergentes.
• En la agroindustria la química permite la aplicación de fertilizantes a los cultivos para mejorar la producción. Puede generar dos tipos: Los llamados fertilizantes NPK (nitrógeno, fósforo y potasio) y los fertilizantes nitrogenados.
• La industria alimenticia a través del uso de la química ha dedicado gran parte de su trabajo a generar conservantes para preservar los alimentos, crear potenciadores del sabor, agilizar los procesos de obtención de macronutrientes, y más. Dicha industria es una de las que más aplicaciones químicas posee.
• La medicina es una disciplina que depende de la química para generar drogas dirigidas a mejorar la salud de los individuos mediante el desarrollo de antibióticos, analgésicos, antipiréticos, desparasitantes, anestesia, medicación tumoral, entre otros.
• La evolución de la química hizo posible el avance de la industria cosmética , en la actualidad se desarrollan productos de higiene y belleza fabricados con componentes seguros, a diferencia de los utilizados en el antiguo Egipto.
• Entre otras aplicaciones se encuentra, el desarrollo de chips, los utilizados en las tarjetas de pago tienen cristales de silicio ultrapuro en donde se almacena gran cantidad de información.
• El diseño de conductores, la fabricación de materiales aislantes, construcción de dieléctricos, elaboración de conectores, material de seguridad técnico y la creación de materiales ferromagnéticos que se emplean en máquinas eléctricas se da gracias a la química.
• La química es la pieza fundamental de la electrónica ya que por medio de ella se diseñan materiales semiconductores, técnicas para el grabado de silicio, capas aislantes, sistemas térmicos, encapsulado de microchips, y más.

Campo de estudio de la química

La química es un punto focal de la ciencia y la tecnología que define y caracteriza la materia, por ello sus aplicaciones son numerosas. Entre los campos de estudio podemos mencionar:

• Espectroscopia.
• Química analítica.
• Química aplicada.
• Química computacional.
• Química medioambiental.
• Química de materiales.
• Química física.
• Química inorgánica.
• Química biológica.
• Química médica y farmacéutica.
• Química nuclear.
• Química orgánica.
• Química teórica/computacional.
• Toxicología.
• Petroquímica.
• Fisicoquímica.
• Astroquímica.
• Fotoquímica y más.

Temas de la química

Definir un temario de química es una tarea extensa, porque al tratarse de una ciencia central engloba una cuantiosa cantidad de definiciones necesarias para su comprensión en cualquier ámbito.

Podemos mencionar algunos temas de nivel básico indispensables para su estudio:

• La materia: composición y propiedades.
• Modelo atómico.
• Tabla periódica.
• Reacciones químicas.
• Enlace químico y relación con la electronegatividad.
• Nomenclatura inorgánica.
• Química orgánica y grupos funcionales.

Beneficios de la química

La química tiene un papel protagónico en la producción industrial. Desde la obtención de la materia prima, hasta la transformación y venta de un producto está presente.

Por ello, mencionar sus beneficios es hablar de las ventajas que ofrece la química para nuestro estilo de vida y cómo transforma el entorno que nos rodea.

• Disminución de enfermedades infecciosas gracias a la experimentación en la industria farmacéutica que permite la elaboración de medicamentos de alta especificidad.
• Fabricación de materiales de construcción con aleaciones metálicas mucho más resistentes, económicas y maleables.
• Posibilita la mejora de los dispositivos electrónicos ya existentes a través de la creación de nuevas aleaciones que sean de conmutación más rápida, menor disipación de potencia y mayor respuesta en frecuencia.
• Potencia la producción de los cultivos y la eliminación de la plaga.
• Elaboración de combustibles con un menor impacto ambiental que el ocasionado por los hidrocarburos.
• Facilita la creación de nuevas técnicas para el reciclaje de materiales.
• Se utiliza en la industria textil para dar color, fuerza, textura, resistencia a las manchas y evitar que se arruguen las fibras de la tela.
• Si bien se han desarrollado compuestos químicos que afectan el equilibrio medioambiental, en la actualidad también se desarrollan métodos químicos que mitigan las emisiones de carbono y diversos elementos perjudiciales para la naturaleza.

El estudio de la química es extenso, pero no deja de ser fascinante.

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Educación Química es una revista trimestral con carácter internacional publicada por la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México. Es una revista académica, arbitrada, electrónica, de acceso abierto que aspira a llenar el vacío de comunicación y expresión que existe entre los estudiantes, los profesores y los investigadores de la educación en ciencias y, en particular, de la educación química. Busca constituirse paulatinamente en un foro de orientación y análisis que propicie la mejora del proceso de la enseñanza y el aprendizaje de la química, mediante la aplicación de los hallazgos de la reflexión, la didáctica y la investigación educativa, sin olvidar la divulgación de nuevos u olvidados temas. La revista ha cumplido veinticinco años de vida en 2014 y se encuentra indizada en diversas bases de datos, entre otras por el Chemical Abstract Services desde 1993 y por Scopus desde 2010. Cuenta con un comité editorial con representantes de tres instituciones educativas y con un comité asesor internacional. En los últimos años, la mayoría de los artículos publicados en la revista han sido escritos por autores provenientes de diferentes países. A través de la química y de su buena docencia, pretende colaborar con el desarrollo social, económico, ambiental y cultural de nuestra región Iberoamericana, en el contexto de la sociedad global. Para ello publica artículos originales en nuestros dos idiomas propios, el español y el portugués, además de hacerlo en inglés. Su creación, en 1989, fue promovida en la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México por Andoni Garritz su director fundador hasta el año 2015. A partir de 2014 se convirtió en una revista exclusivamente electrónica. Desde su fundación hasta 2015 tuvo dos épocas y se publicaron más de 1500 artículos. A partir de la tercera época Educación Química cuenta con un consejo editorial integrado por varios educadores de la química, la mayoría de ellos provenientes de los antiguos consejos editoriales y de un Consejo Asesor Internacional compuesto por distinguidos colegas. Todos los artículos publicados se pueden consultar en el sitio web de la revista: http://educacionquimica.info/.

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Since the end of the XIX century, the laboratory has been part of education in science. In the 60's of the XX century, experimental work was used to involve students in investigations, discoveries, and problem solving: the experimental work became then the center of education and learning of science, opinion that prevails nowadays among teachers. Even though there are investigations that sustain that the obtained results do not seem to justify such a big investment in both, material and human resources. Fortunately, in the last years there have arisen proposals addressed to reach the objectives that we are looking for: heuristic writing of science (SWH,) argument driver inquiry (ADI) and the approach of the guided inquiry (POGIL), are among them. They are briefly described in this article. It is also included a brief description of the articles that appear in this number, dedicated to practical education in Chemistry.

Desde finales del siglo XIX, cuando se empieza a enseñar ciencia de manera sistemática, el laboratorio ha formado parte de la educación en ciencias. A partir de las reformas curriculares en la educación científica (al inicio de los años 60), el trabajo experimental se utilizó con la idea de que los alumnos se ocuparan de investigaciones, descubrimientos, indagaciones y resolución de problemas: el trabajo experimental se volvió entonces el centro de la enseñanza y aprendizaje de la ciencia. George Pimentel (en Hofstein, 2004 ) sugiere que el laboratorio está diseñado para que los estudiantes adquieran una mejor idea de la naturaleza de la ciencia y de las investigaciones científicas; hace énfasis en el enfoque por descubrimiento

En la actualidad, al revisar cualquier currículo del área de la química, vemos que prevalece la idea de que los trabajos prácticos en ciencias se usan para involucrar a los estudiantes en actividades que implican investigar y resolver problemas, y que el laboratorio es, cuando menos en la mente de los profesores, la parte medular de la enseñanza de la ciencia.

Sin embargo, Hodson (1994) señala que la enseñanza práctica, tal como se ha venido impartiendo, no alcanza los objetivos que los mismos profesores declaran que debiera tener: motivar a los alumnos, comprender conceptos científicos, aprender sobre cómo es la actividad científica y adquirir una imagen adecuada de la ciencia. Barberá y Valdés (1996 ) concluyen, después de revisar más de un centenar de publicaciones relacionadas con los trabajos prácticos, que dados los resultados obtenidos, pareciera no justificarse tanta inversión en recursos tanto materiales como humanos.

Existen otras revisiones como las de Hofstein (1994) y Abraham (2011 ). El primero realiza su investigación desde cuatro aspectos: el laboratorio como único modo de aprendizaje, la evaluación y el desempeño alcanzado por los estudiantes, las actitudes de los estudiantes hacia el trabajo en el laboratorio y sus percepciones del ambiente de aprendizaje en los laboratorios. El segundo plantea la pregunta: ¿qué puede aprenderse de las actividades de laboratorio? y explora diferentes aspectos que trata de resolver con preguntas como las siguientes: ¿Cuáles categorías de aprendizaje son posibles en el laboratorio? ¿Cuáles estrategias de enseñanza utilizan los profesores en el laboratorio? ¿Qué papel juega el laboratorio dentro de una estrategia de aprendizaje completa? ¿Qué resultados de aprendizaje prefieren los profesores de laboratorio? y ¿Cuáles estrategias educativas son las más efectivas? Estos autores están de acuerdo en que los mejores resultados se obtienen si se utiliza el enfoque por indagación. Sin embargo, en nuestros laboratorios escolares está muy lejos de utilizarse dicha metodología, restringiéndose, en la mayoría de los casos, a utilizar el trabajo práctico como simple confirmación de la teoría.

Afortunadamente, en los últimos años han surgido propuestas encaminadas a que la enseñanza práctica alcance los objetivos que buscamos. Entre ellas se encuentran la escritura heurística de la ciencia (SWH, por sus siglas en inglés) ( Greenbowe et al. , 2007 ; Burke et al. , 2005 ), la indagación por argumentación guiada (ADI, por sus siglas en inglés) de Walker et al. (2011 ) y el enfoque “problematizado” que proponen Martínez et al. (2012) en este mismo número de Educación Química.

El enfoque SWH sostiene que a través de la escritura, los estudiantes aprenden a argumentar, habilidad fundamental en el trabajo científico, por lo que los profesores involucran a los alumnos en actividades que requieren de reflexión y argumentación acerca de lo que observaron y obtuvieron en su actividad experimental. Trabajan con una serie de preguntas, sobre los aspectos fundamentales de la investigación que realizan, y que los estudiantes responden por escrito. Algunas de esas preguntas son: ¿Cuál es mi pregunta? ¿Qué hice?, ¿Qué observé? ¿Qué puedo afirmar? ¿En qué baso mis afirmaciones? ¿De qué forma han cambiado mis ideas iniciales?

El enfoque SWH está diseñado para ayudar a los estudiantes a hacer conexiones entre las preguntas de investigación, los procedimientos experimentales, los datos, las afirmaciones de conocimiento, las evidencias y los conceptos científicos. Según los autores, cuando esta metodología se lleva a cabo correctamente, los resultados en las evaluaciones de los estudiantes son mejores que las de los que realizan actividades experimentales de manera tradicional.

En él se trabaja con una plantilla para los informes de laboratorio de los estudiantes y otra con la que el profesor los guía en sus actividades experimentales. Utiliza la indagación colaborativa y proporciona a los alumnos la oportunidad de diseñar sus propios experimentos, así como explorar y debatir sus resultados ( Greenbowe et al. , 2005 ). Esta metodología se ha aplicado con éxito en temas de termodinámica, equilibrio en general y equilibrio físico ( Greenbowe and Meltzer, 2003 ; Rudd et al. , 2001 y 2007 ).

Respecto al modelo ADI, propuesto por Walker et al. (2011 ), su diseño da a los estudiantes la oportunidad de desarrollar sus propios métodos para generar datos, llevar a cabo investigaciones, usar los datos para contestar las preguntas de investigación, escribir y ser más reflexivos durante el trabajo práctico. Además, dicen los autores, este modelo ayuda a que argumenten científicamente al mismo tiempo que promueve la revisión de los informes por parte de los pares, lo cual hemos probado exitosamente con nuestros alumnos de laboratorio, como se menciona en este número de Educación Química , en Hernández et al. (2012 ).

se requiere superar las concepciones empiristas y ateóricas sobre la ciencia e integrar las prácticas de laboratorio de forma articulada y justificada dentro de toda la actividad de enseñanza de las ciencias y lo hacen desde el modelo de investigación guiada en torno a problemas fundamentales de la física y de la química.

En este número aparecen nueve artículos que si bien están relacionados con el trabajo experimental, son muy diversos y por lo mismo, desde nuestro punto de vista, enriquecedores.

Hand, Nam y Choi (2012 ), comparan los resultados obtenidos por profesores que no estaban todavía en servicio y que trabajaron con el enfoque SWH, con los obtenidos por un grupo testigo de maestros que trabajaron con el método tradicional. Al analizar sus datos concluyen que existen diferencias significativas entre los grupos experimental y control, respecto a la habilidad de argumentación, comprensión de los conceptos científicos y en la capacidad de escritura.

Hernández, Irazoque y López (2012 ) presentan dos ejemplos de trabajos prácticos que han probado con éxito. Uno de ellos encaminado a la construcción del modelo cinético corpuscular utilizando experimentos de aula, y el otro, una práctica de laboratorio donde se trata el tema de reactivo limitante y se utiliza una metodología que promueve el desarrollo de habilidades superiores como son el diseño de experimentos, la correlación entre las variables experimentales, la inferencia y la emisión de hipótesis, entre otras, tomando como base algunos de los aspectos que considera el enfoque ADI.

Martínez Torregrosa et al. (2012 ) señalan que a pesar de la importancia de los trabajos prácticos para la enseñanza de la ciencia, éstos con frecuencia transmiten un punto de vista ateórico y empirista de la misma y se presentan a los estudiantes como una simple secuencia de actividades que ellos deben seguir, sin hacer énfasis en la reflexión sobre lo que están realizando. Estos autores muestran cómo superar esta situación transformando un protocolo tradicional en una secuencia problematizada de actividades en la que incluyen comentarios detallados dirigidos al profesor, para cada una de ellas.

Rojas y Ramírez (2012 ) hacen una descripción de los métodos y estrategias utilizados en la enseñanza experimental en Química General y Analítica en diferentes campus de dos de las universidades mexicanas más importantes, desde 1978 hasta 2004.

Sandi-Urena y Gatlin (2012 ) presentan un estudio fenomenológico que fue realizado para explorar el sentido que once instructores de laboratorio (IAs), asignaron a su tarea de instrucción. Señalan que la investigación del aprendizaje en los laboratorios de química rara vez se ha enfocado en las experiencias de los estudiantes de posgrado que fungen como instructores asistentes y sobre cómo estas experiencias afectan el aprendizaje de los alumnos. Los resultados sugieren que los IAs se ven a sí mismos como proveedores de conocimiento y que su auto-imagen determina sus decisiones sobre la instrucción y el ambiente de aprendizaje. Se discuten las implicaciones para la instrucción y el entrenamiento de asistentes.

Por su parte, Sevian y Fulmer (2012 ) presentan un interesante estudio acerca de los proyectos de innovación curricular, educación y evaluación enfocados en el aprendizaje de la química en el nivel licenciatura, que han sido financiados por la National Science Foundation entre 2000 y 2008. Caracterizan los tipos de intervenciones y los resultados obtenidos por estos proyectos, relacionados con el aprendizaje de los estudiantes.

Jaime Wisniak (2012 ) también ha contribuido a nuestro número extraordinario sobre enseñanza experimental con el artículo biográfico de James Mason Crafts, un químico experimental norteamericano muy renombrado (el autor de las reacciones de Friedel y Crafts).

Stojanovska et al. (2012 ) mencionan que existen imprecisiones en algunos conceptos básicos de química, que conducen a significados que pueden desarrollar preconcepciones o errores conceptuales en los estudiantes. Citan como ejemplo la idea de que al calentar el yodo, únicamente sublima pero que no funde, afirmación que se encuentra presente en varios libros de texto. Presentan un experimento donde se muestra más allá de toda duda , que el yodo se funde. Con este artículo y su video inauguramos el canal “EducacionQuimica” en YouTube y se puede llegar a él dando clic en el texto del artículo.

Por último, Pérez-Benítez et al. (2012 ) describen una síntesis de monocristales de acetato de cobre (II) a través de un proceso que involucra reacciones química, electroquímicas y equipo y reactivos caseros. La síntesis se realiza en cantidades de microescala y lo recomiendan para cursos de química verde, electroquímica, química de coordinación o química general. Se menciona que puede realizarse desde el nivel secundaria hasta licenciatura.

En el camino por diversificar la enseñanza experimental, definitivamente es muy valioso contar con esta gama de propuestas y resultados. Consideramos, como la gran mayoría de los profesores de ciencias, que el trabajo experimental es fundamental en la enseñanza de las ciencias y que existen metodologías que favorecen el aprendizaje de conceptos, y el desarrollo habilidades y de la capacidad para resolver problemas. Vale la pena continuar con la búsqueda de mejores estrategias para que los trabajos prácticos cumplan realmente con los objetivos de aprendizaje que todo profesor de química espera, seguramente nuestros lectores encontrarán propuestas interesantes en este número.

Educación Química agradece a la maestra Gisela Hernández Millán, su subdirectora, la labor de edición de este número extraordinario, desde la selección de los autores invitados, hasta la elaboración de esta editorial.

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Por que la quimica es una ciencia experimental

La experimentación química, esa es la belleza de la química..

7 minutos de alegría con experimentos de química, 3 experimentos químicos que cambiaron el mundo, la diversión de la química.

Facilitar las herramientas para que esta información pueda ser utilizada en el desempeño profesional del graduado, ya sea en la tarea de transmisión de conocimientos o en el ejercicio de salidas profesionales en las que sea necesario un conocimiento general de las ciencias.

Promover el conocimiento y aplicación de los Derechos Humanos y los principios de accesibilidad universal y diseño para todos de acuerdo con lo establecido en la disposición final décima de la Ley 51/2003, de 2 de diciembre, de igualdad de oportunidades, no discriminación y accesibilidad universal de las personas con discapacidad.

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Desde su fundación en 1996, la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) ha destacado entre las Universidades Públicas de Madrid por su carácter dinámico y vigoroso, y su compromiso con el progreso de la sociedad a través de un sistema educativo excelente y de calidad. La URJC se extiende...

Dada la velocidad a la que evolucionan los métodos, los procesos y las profesiones en este campo, el programa de licenciatura pretende proporcionar a los estudiantes una sólida formación en química y disciplinas afines. De este modo, una vez finalizado el programa académico, los estudiantes estarán en condiciones de mantenerse al corriente de los nuevos avances, introducirse en nuevos campos y contribuir al desarrollo de su especialidad en términos de investigación y tecnología. En particular, los estudiantes están preparados para llevar a cabo un programa de maestría consecutiva en Química.Estructura del cursoAdemás de amplios conocimientos teóricos y prácticos en química inorgánica, química orgánica y química física, el programa de licenciatura también proporciona a los estudiantes con el conocimiento de los conceptos pertinentes desde el campo de las matemáticas y la física. Las clases y seminarios adicionales exploran temas como la seguridad y las sustancias peligrosas, los métodos en espectroscopia y la bioquímica.

Los estudiantes también eligen una serie de módulos optativos obligatorios y, por lo tanto, pueden desarrollar conocimientos en un área específica de la química (por ejemplo, bioquímica, química biofísica, radioquímica, química teórica) o, si lo desean, en otra área temática (por ejemplo, astronomía, biociencias, ciencias de la tierra, informática, farmacia, psicología, economía).

ResumenEl objetivo y el plan de este pequeño libro lo distinguen claramente de los numerosos pequeños tratados de química práctica que fluyen a raudales de la prensa. El objetivo es enseñar a un principiante en química los principios fundamentales de la ciencia mediante un curso graduado de experimentos que él mismo debe realizar; el plan es comenzar con las diferencias fundamentales entre la acción química y la mecánica, y conducir al experimentalista a las leyes de la proporción definida y de la acción química general. Los experimentos cuantitativos se introducen en una parte temprana del curso; los elegidos parecen ser muy adecuados para el cumplimiento del objetivo del autor, siendo bastante fáciles de llevar a cabo, y al mismo tiempo definidos y fiables en sus resultados.Experimental Chemistry for Junior Students.By J. Emerson Reynolds. Parte 1. Introducción. Por J. Emerson Reynolds. Pp. 142. (Londres: Longmans, Green, and Co., 1881.)

La química es el estudio científico de las propiedades y el comportamiento de la materia[1]. Es una ciencia natural que abarca desde los elementos que constituyen la materia hasta los compuestos formados por átomos, moléculas e iones: su composición, estructura, propiedades, comportamiento y los cambios que experimentan durante una reacción con otras sustancias[2][3][4][5]. La química también se ocupa de la naturaleza de los enlaces químicos en los compuestos químicos.

En el ámbito de su materia, la química ocupa una posición intermedia entre la física y la biología[6]. A veces se la denomina la ciencia central porque proporciona una base para comprender tanto las disciplinas científicas básicas como las aplicadas a un nivel fundamental[7]. [7] Por ejemplo, la química explica aspectos del crecimiento de las plantas (botánica), la formación de rocas ígneas (geología), cómo se forma el ozono atmosférico y cómo se degradan los contaminantes ambientales (ecología), las propiedades del suelo en la Luna (cosmoquímica), cómo funcionan los medicamentos (farmacología) y cómo recoger pruebas de ADN en la escena de un crimen (medicina forense).

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ciencia experimental

La ciencia experimental es una rama del conocimiento que se basa en la observación sistemática, la experimentación controlada y el análisis de datos para entender fenómenos naturales y formular leyes y teorías. Permite la verificación y cuantificación de un fenómeno determinado mediante la experimentación en situaciones planificadas y que se pueden reproducir cada vez que se desee. Este enfoque es fundamental en disciplinas como la física, la química, la biología y la medicina , donde la reproducción de un fenómeno determinado permite la comprobación y validación de teorías.

El origen de la Ciencia Experimental

Metodología científica, aplicaciones de la ciencia experimental, física experimental, química experimental, biología experimental, importancia de la ciencia experimental, la capacidad de la ciencia experimental para generar nuevos conocimientos y tecnologías, la importancia de la replicabilidad en la ciencia experimental, el papel de la tecnología en la ciencia experimental, la integración de la inteligencia artificial en la ciencia experimental, desafíos y consideraciones éticas.

Los científicos experimentales diseñan y llevan a cabo experimentos para probar hipótesis y explorar relaciones causales. Este enfoque metodológico permite a los investigadores validar o refutar teorías científicas, contribuyendo al avance del conocimiento en diversas áreas. La ciencia experimental no solo se centra en descubrir nuevos hechos, sino también en desarrollar tecnologías y aplicaciones prácticas que mejoren la calidad de vida.

El término «ciencia» proviene del latín «scientia», que significa conocimiento o saber , derivado de «scire», que significa saber o conocer . La palabra «experimental» proviene del latín «experimentalis», que se deriva de «experimentum», que significa prueba o experimento, y este a su vez de «experiri», que significa probar o intentar.

Así, «ciencia experimental» denota literalmente el conocimiento obtenido a través de pruebas y experimentos. Esta etimología subraya la importancia de la observación y la experimentación como bases fundamentales para la adquisición de conocimiento científico. La ciencia experimental se enfoca en adquirir conocimientos a través de la interacción directa con el mundo material, empleando métodos rigurosos y sistemáticos para asegurar la validez y reproducibilidad de los resultados.

Desde la época de los antiguos griegos, se han realizado experimentos para entender el mundo que nos rodea. Sin embargo , el desarrollo sistemático y riguroso de la ciencia experimental comenzó a tomar forma en el Renacimiento, cuando los científicos comenzaron a utilizar experimentos y observaciones para testar sus teorías y hacer descubrimientos.

Uno de los primeros científicos en utilizar el método experimental fue Francis Bacon, quien vivió en el siglo XVII. Bacon argumentaba que la ciencia debía basarse en la observación y la experimentación, y que la verdad debía ser obtenida a través de la eliminación de ideas erróneas mediante el uso del método experimental.

Otro científico importante en el desarrollo de la ciencia experimental fue Galileo Galilei, también del siglo XVII. Galileo realizó experimentos con objetos que caían desde una altura y con objetos que se deslizaban por un plano inclinado para testear la teoría de Aristóteles de que los objetos caían a una velocidad proporcional a su peso.

A lo largo del siglo XVII y XVIII, los científicos continuaron desarrollando y perfeccionando el método experimental, convirtiendo la ciencia experimental en una parte integral de la ciencia moderna. Este proceso implica la formulación de una hipótesis, la realización de experimentos controlados, la recolección y análisis de datos, y la interpretación de los resultados para validar o refutar teorías.

La ciencia experimental se basa en el método científico, un proceso estructurado que incluye varias etapas clave: observación, formulación de hipótesis, diseño de experimentos, recolección de datos, análisis de resultados y formulación de conclusiones. Este enfoque sistemático permite a los científicos desarrollar una comprensión precisa y verificable de los fenómenos estudiados.

El proceso comienza con la observación de un fenómeno y la formulación de una pregunta de investigación. A partir de esta pregunta, se desarrolla una hipótesis, que es una explicación tentativa que puede ser probada mediante experimentos. Los experimentos se diseñan cuidadosamente para controlar variables y obtener datos precisos. Una vez recolectados los datos, se analizan para determinar si apoyan o refutan la hipótesis original. Finalmente, se formulan conclusiones y, si es necesario, se revisan las hipótesis o se plantean nuevas preguntas de investigación.

Además, el método científico requiere que los experimentos sean reproducibles y que los resultados puedan ser verificados por otros investigadores. Esto implica que los científicos deben documentar detalladamente sus procedimientos y resultados, y publicar sus hallazgos en revistas científicas revisadas por pares. La reproducibilidad y la revisión por pares son pilares fundamentales que garantizan la integridad y la fiabilidad de la ciencia experimental.

En la física experimental, los científicos diseñan y realizan experimentos para estudiar las propiedades y el comportamiento de la materia y la energía. Esto incluye investigaciones sobre la mecánica, la electricidad, el magnetismo, la termodinámica y la óptica. Los físicos experimentales utilizan una variedad de instrumentos y técnicas para medir y observar fenómenos, desde aceleradores de partículas hasta telescopios.

Los avances en la física experimental han llevado a descubrimientos fundamentales, como la teoría de la relatividad, la mecánica cuántica y la teoría del Big Bang. Estos descubrimientos no solo amplían nuestro conocimiento del universo, sino que también tienen aplicaciones prácticas en tecnologías como la electrónica, la informática y la energía nuclear . Por ejemplo , los principios de la mecánica cuántica son la base de la tecnología de los semiconductores, que a su vez ha impulsado la revolución informática.

Además, la física experimental ha desempeñado un papel crucial en el desarrollo de tecnologías médicas avanzadas, como la resonancia magnética nuclear (RMN) y la tomografía por emisión de positrones (PET). Estos avances tecnológicos han transformado la capacidad de diagnosticar y tratar enfermedades, mejorando significativamente la atención médica y la calidad de vida de las personas.

La química experimental se centra en el estudio de las sustancias químicas, sus propiedades, composiciones y reacciones. Los químicos experimentales realizan experimentos para comprender cómo interactúan los átomos y las moléculas, y cómo se pueden manipular estas interacciones para crear nuevos compuestos y materiales. Este conocimiento es esencial para el desarrollo de productos farmacéuticos, materiales avanzados, combustibles y alimentos.

Las técnicas utilizadas en la química experimental incluyen la cromatografía, la espectroscopia y la electroforesis, entre otras. Estos métodos permiten a los químicos identificar y cuantificar sustancias, estudiar las tasas de reacción y comprender los mecanismos detrás de las reacciones químicas. La química experimental ha sido fundamental en el desarrollo de medicamentos que han salvado millones de vidas, así como en la creación de materiales innovadores que han revolucionado industrias enteras.

Por ejemplo, la investigación química ha llevado al desarrollo de polímeros avanzados utilizados en una variedad de aplicaciones, desde la fabricación de ropa resistente y ligera hasta componentes críticos en la industria aeroespacial. Además, la química experimental ha permitido la creación de tecnologías de almacenamiento de energía, como las baterías de iones de litio, que son esenciales para dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos.

En la biología experimental, los científicos investigan los procesos vitales y las estructuras de los organismos vivos. Esto abarca desde estudios a nivel molecular y celular hasta investigaciones sobre organismos completos y ecosistemas. Los experimentos en biología pueden incluir el cultivo de células en laboratorio, la manipulación genética de organismos modelo y la observación de comportamientos en entornos controlados.

La biología experimental ha conducido a importantes avances en medicina, agricultura y conservación del medio ambiente . Por ejemplo, los experimentos con células madre han abierto nuevas vías para la medicina regenerativa, y los estudios sobre el ADN y la genética han revolucionado nuestra comprensión de la herencia y la evolución. Los biólogos experimentales también han desarrollado técnicas como la edición genética CRISPR, que permite modificar con precisión los genomas de los organismos vivos, con aplicaciones potenciales en el tratamiento de enfermedades genéticas.

Además, la biología experimental ha jugado un papel crucial en la identificación y conservación de especies en peligro de extinción, así como en la mejora de cultivos agrícolas a través de la biotecnología. Estos esfuerzos son esenciales para la sostenibilidad ambiental y la seguridad alimentaria global . Los avances en biotecnología han permitido la creación de cultivos genéticamente modificados que son más resistentes a plagas y enfermedades, mejorando los rendimientos y reduciendo la necesidad de pesticidas químicos.

La ciencia experimental es fundamental para el progreso científico y tecnológico. Proporciona un medio para validar teorías y modelos científicos a través de evidencia empírica, asegurando que nuestras explicaciones del mundo natural sean precisas y confiables. Sin la capacidad de realizar experimentos controlados y repetibles, la ciencia perdería su rigor y objetividad.

Además, la ciencia experimental impulsa la innovación tecnológica. Muchos de los avances tecnológicos que disfrutamos hoy, desde la electrónica hasta la biotecnología, son el resultado directo de experimentos científicos. La capacidad de manipular y controlar variables en un entorno experimental permite a los científicos desarrollar nuevas tecnologías y mejorar las existentes, beneficiando a la sociedad en su conjunto . La ciencia experimental también desempeña un papel crucial en la educación científica, proporcionando a los estudiantes experiencia práctica y habilidades críticas para sus futuras carreras en ciencia y tecnología.

La ciencia experimental no solo contribuye al conocimiento y la tecnología, sino que también tiene un impacto profundo en la sociedad. Los descubrimientos y las innovaciones resultantes de la ciencia experimental mejoran la calidad de vida, aumentan la longevidad y abordan problemas globales como el cambio climático, las enfermedades y la escasez de recursos. Por ejemplo, los avances en la ciencia ambiental han llevado a una mejor comprensión de los ecosistemas y al desarrollo de tecnologías para mitigar el impacto ambiental de las actividades humanas.

Los experimentos realizados en la ciencia experimental han llevado al desarrollo de muchas tecnologías y productos que hoy en día forman parte integral de nuestra vida cotidiana, como las computadoras, los teléfonos móviles, los medicamentos y muchos otros.

Sumado a esto, se necesita para desafiar y desarrollar teorías existentes. Los experimentos realizados en la ciencia experimental pueden refutar teorías existentes o proporcionar nueva información que lleve a una comprensión más profunda de un fenómeno. Esto es esencial para el avance constante de la ciencia, y para la formulación de nuevas teorías e hipótesis.

Se debe resaltar su capacidad para resolver problemas prácticos y solucionar desafíos importantes en la sociedad. Los experimentos realizados en la ciencia experimental han llevado al desarrollo de soluciones para problemas en áreas como la medicina, la ingeniería, la agricultura y muchas otras. La ciencia experimental también ha ayudado a resolver desafíos ambientales importantes, como la contaminación y el cambio climático.

Sin embargo, es importante destacar que la ciencia experimental no es perfecta y que hay desafíos y limitaciones inherentes a este enfoque. Uno de los mayores desafíos en la ciencia experimental es asegurar la objetividad y evitar sesgos. Los experimentos pueden ser influenciados por una variedad de factores, como la selección de participantes, la forma en que se presentan los resultados y la interpretación de los datos. Para minimizar estos sesgos, los científicos deben ser cuidadosos en la planificación y realización de sus experimentos y en la interpretación de sus resultados.

Otro desafío es la replicabilidad de los resultados. Es importante que los experimentos sean replicados por otros científicos para verificar la fiabilidad de los resultados. Si los resultados no se pueden replicar , es posible que se deba reevaluar la teoría o hipótesis original.

De igual manera , puede verse limitada por los recursos disponibles, como el tiempo, el dinero y la tecnología. Algunos experimentos pueden ser costosos y requerir tecnología avanzada, lo que puede limitar su accesibilidad para algunos científicos.

La ciencia experimental es un proceso continuo y evolutivo que requiere la colaboración y el trabajo en equipo de científicos de todo el mundo. La ciencia experimental no puede hacerse en un vacío aislado y requiere una combinación de diferentes enfoques y perspectivas para avanzar en la comprensión de los fenómenos naturales.

Sumado a esto, la ciencia experimental juega un papel vital en el desarrollo de nuevos tratamientos y medicamentos. La investigación en ciencias biológicas y médicas, por ejemplo, a menudo utiliza experimentos para probar la efectividad y la seguridad de nuevos tratamientos y medicamentos. Estas pruebas pueden incluir estudios en animales o en seres humanos y se realizan para determinar si un tratamiento o medicamento es seguro y efectivo antes de que se pueda aprobar para su uso generalizado.

Otro ejemplo de cómo la ciencia experimental contribuye a la sociedad es en la investigación en energía y medio ambiente. Es esencial para el desarrollo de nuevas fuentes de energía y tecnologías que puedan ayudar a abordar los problemas ambientales y de cambio climático. Por ejemplo, los experimentos en la fusión nuclear pueden proporcionar una fuente de energía limpia y abundante en el futuro .

No se pueden dejar de lado sus atribuciones en la investigación en psicología y neurociencia. Los experimentos en estas áreas pueden ayudar a comprender mejor cómo funciona el cerebro y cómo las personas perciben, procesan y responden al mundo que les rodea. Esta investigación puede tener implicaciones importantes en la atención médica, la educación y otras áreas importantes de la sociedad.

La replicabilidad es un aspecto clave de la ciencia experimental. Significa que los resultados de un experimento deben ser capaces de ser repetidos por otros investigadores utilizando los mismos métodos y procedimientos. La replicabilidad es importante porque ayuda a garantizar la validez y la confiabilidad de los resultados de un experimento.

Además, la replicabilidad también ayuda a descartar los resultados falsos o sesgados que pueden ocurrir debido a errores humanos o técnicos. Si un resultado no se puede replicar, puede ser indicativo de un problema con el diseño o la implementación del experimento o con la interpretación de los resultados.

Brinda la posibilidad a los investigadores de confiar en los resultados de otros experimentos y construir sobre ellos para avanzar en la comprensión de un fenómeno. Si los resultados de un experimento no son replicables, puede ser difícil para otros investigadores confiar en ellos y puede retrasar el avance de la ciencia.

La tecnología desempeña un papel crucial en la ciencia experimental moderna. Las herramientas y técnicas tecnológicas permiten a los investigadores realizar experimentos más precisos, eficientes y profundos, lo que a su vez les permite obtener resultados más significativos.

Por ejemplo, la tecnología de imagen, como las microscopías electrónicas y las resonancias magnéticas, permite a los investigadores ver detalles microscópicos en los tejidos y las células que antes eran invisibles. Esto ha permitido a los investigadores obtener una comprensión más profunda de los procesos biológicos y patológicos.

Otras tecnologías, como los sensores y los robots, permiten a los investigadores realizar experimentos en entornos controlados y repetitivos. Esto les permite obtener resultados precisos y comparables, lo que es esencial para la validez y la fiabilidad de los resultados.

Igualmente, la tecnología de la informática y el análisis de datos también juegan un papel importante en la ciencia experimental. Estas herramientas permiten a los investigadores recopilar, organizar y analizar grandes cantidades de datos, lo que les permite identificar patrones y tendencias y obtener conclusiones significativas.

La inteligencia artificial (IA) está transformando la ciencia experimental al proporcionar nuevas herramientas y enfoques para la investigación. La IA permite a los investigadores analizar grandes cantidades de datos de manera más rápida y precisa, identificar patrones complejos y realizar predicciones basadas en datos históricos.

En la biología, por ejemplo, la IA está siendo utilizada para analizar secuencias genéticas, identificar biomarcadores para enfermedades y predecir la respuesta de los pacientes a diferentes tratamientos. Los algoritmos de aprendizaje automático pueden detectar patrones en los datos genéticos que serían imposibles de identificar manualmente, acelerando el descubrimiento de nuevos medicamentos y terapias.

En la ingeniería, la IA está siendo utilizada para diseñar y optimizar nuevos productos y tecnologías. Por ejemplo, los algoritmos de aprendizaje automático pueden ser utilizados para analizar grandes cantidades de datos sobre el rendimiento y la seguridad de los productos, lo que ayuda a los ingenieros a identificar áreas de mejora y a optimizar el diseño de los productos.

Además, la IA también está permitiendo a los investigadores realizar experimentos virtuales, lo que puede ahorrar tiempo y recursos en comparación con los experimentos reales. En algunos casos, estos experimentos virtuales pueden ser más detallados y complejos que los experimentos reales, lo que permite a los investigadores explorar nuevas áreas y teorías.

Sin embargo, también es importante tener en cuenta que la IA no es una solución mágica y que no reemplazará completamente a los humanos en las ciencias experimentales. La IA depende de los datos y las teorías previas para funcionar, y a veces puede ser limitada por la calidad de los datos o la complejidad de los problemas que está tratando de resolver. Por lo tanto , es importante trabajar en colaboración con la IA, no en su contra.

A pesar de sus beneficios, la ciencia experimental también enfrenta desafíos y plantea importantes consideraciones éticas. Los experimentos deben diseñarse cuidadosamente para evitar sesgos y garantizar la reproducibilidad. Además, la interpretación de los resultados debe hacerse con precaución, evitando conclusiones precipitadas o erróneas. La presión para publicar resultados novedosos puede llevar a prácticas cuestionables, como la manipulación de datos o la publicación selectiva de resultados positivos.

En términos éticos, algunos experimentos pueden plantear dilemas significativos, especialmente aquellos que involucran seres vivos, incluyendo animales y seres humanos. Es esencial que los científicos sigan pautas éticas estrictas y obtengan las aprobaciones necesarias de comités de ética antes de llevar a cabo investigaciones que podrían causar daño. La integridad científica y el respeto por la vida son principios fundamentales que deben guiar la práctica de la ciencia experimental. Además, es crucial que los científicos consideren el impacto social y ambiental de sus investigaciones, asegurando que los beneficios superen los riesgos y contribuyan al bienestar general.

La ciencia experimental también debe abordar el desafío de la comunicación científica. Es fundamental que los resultados de la investigación sean comunicados de manera clara y precisa al público y a los responsables de la toma de decisiones. La transparencia y la accesibilidad de la información científica son cruciales para fomentar la confianza en la ciencia y facilitar la toma de decisiones informada sobre políticas y prácticas que afectan a la sociedad y al medio ambiente.

La ciencia experimental es una rama crucial del conocimiento científico que se basa en la observación y la experimentación para comprender el mundo natural. A través del método científico, los investigadores pueden formular y probar hipótesis, validar teorías y desarrollar nuevas tecnologías. La física, la química y la biología son solo algunas de las áreas en las que la ciencia experimental ha tenido un impacto profundo, conduciendo a descubrimientos y avances que han transformado nuestra comprensión y nuestra capacidad tecnológica.

A pesar de los desafíos y las consideraciones éticas, la ciencia experimental sigue siendo una herramienta indispensable para el avance del conocimiento y la innovación. Su rigor metodológico y su enfoque en la evidencia empírica garantizan que nuestras teorías y tecnologías se basen en una comprensión precisa y verificable de la realidad. La continua evolución de la ciencia experimental promete seguir ofreciendo soluciones a problemas complejos y mejorando la calidad de vida en todo el mundo.

En resumen, la ciencia experimental no solo amplía nuestro conocimiento del mundo, sino que también impulsa el progreso tecnológico y social. Al enfrentar desafíos éticos y metodológicos, y al comunicar sus hallazgos de manera efectiva, la ciencia experimental puede continuar desempeñando un papel vital en la construcción de un futuro más informado, equitativo y sostenible.

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Quimica Como Ciencia Experimental

Enviado por Daseen   •  11 de Noviembre de 2014  •  1.377 Palabras (6 Páginas)  •  603 Visitas

La Química es una ciencia que se ocupa, básicamente, del estudio de los materiales y sus

transformaciones.

Gracias al desarrollo que ha alcanzado la Química, ha sido posible obtener un gran número de

sustancias con múltiples aplicaciones, pero también ha permitido “controlar” algunas

transformaciones conocidas para hacerlas más rápidas o más lentas, lo que ha dado como

resultado sacar partido de lo que sea más provechoso para el hombre.

LA QUÍMICA COMO CIENCIA EXPERIMENTAL.

La Química fundamenta muchos de sus teorías en la observación directa, pero no es la única

manera que tiene para construir sus conocimientos. Sin embargo, la observación es uno de los

procedimientos de la metodología con la que trabajamos en las ciencias experimentales.

La formulación de un problema sobre el que se quiere colectar informaciones organizadas plantea

la necesidad de planear las condiciones para que la experimentación se lleve a cabo.

Además, el registro de estas condiciones, así como las observaciones que se colecten, garantiza la

posibilidad de reproducir el experimento y comparar los resultaos que se obtienen.

Para muchos Robert Boyle es considerado como el que inicia la Química moderna, porque a

mediados del siglo XVII, realiza un conjunto de experimentos que había planificado con

anterioridad, lo que ple permitió, a partir de los resultados de estos experimentos, establecer unas

generalizaciones (utilizando un método de construcción del conocimiento que partiendo de

resultados particulares puede generalizar los resultados: Método Inductivo)

A pesar de los méritos de Boyle, muchos autores consideran a Antoine Laurent Lavoisier, quién

vivió en el siglo XVIII, el padre de la Química. Esta afirmación la fundamentan en el hecho que a

partir de los trabajos de Lavoisier se logra tener evidencias que permiten plantear, sugerir, el

primer modelo para la materia, que fue luego propuesto de manera científica por John Dalton al

inicio del siglo XIX, como veremos más adelante.

La proposición de de modelos capaces de explicar lo “invisible” ha sido esencial en la construcción

de las bases teóricas de la Química. Al estudiar cómo se construyen estos modelos, se tendrá la

oportunidad de percibir que, siempre que no podamos utilizar el modelo no nos permita justificar

los hechos experimentales, es necesario cambiar de modelo. Es decir, los modelos no se

mantienen invariables a través del tiempo, ellos cambian para explicar los hechos.

Este texto es una traducción, con modificaciones, del capítulo 1 del libro QUÍMICA: volumen único;

cuyo autor es Vera Novais, publicado por Atual Editora en 1996

LOS QUÍMICOS ESTUDIAN LAS TRANSFORMAACIONES

El sistema encendido plato-vela

¿Por qué un plato que entra en contacto

con la llama de una vela se ennegrece?. Esta

es una pregunta que puede plantearse

cualquier persona, y constituye un buen

ejemplo para ejemplificar uno de los

procedimientos comunes a las ciencias

experimentales: la formulación de un

En el intento de responder la pregunta

inicial a partir de la realización de un

experimento, es posible plantearnos una

hipótesis que permita justificar las

observaciones (Fig. 1):

 La llama es caliente y por esto

quema el plato de la misma manera

que la madera se oscurece en

contacto con el fuego.

 La llama desprende un humo oscuro que se pega al plato.

Para probar esta hipótesis, es suficiente pasar el dedo por la superficie oscurecida del plato y

observar que el queda sucio pero puede quedar de nuevo blanco. Este hecho nos lleva a pensar

que algún material oscuro debe haber salido de la llama, llegando al plato y recubriéndolo. Las

operaciones que acabamos de de describir, típicas del procedimiento científico, se aplicaron al

sistema plata-vela.

LOS CAMBIOS DE ESTADO: UN TIPO DE TRANSFORMACIÓN.

 Calentando estaño

En el experimento que hemos descrito llamamos sistema al conjunto de los materiales que se

encuentran aislados de todo el resto, lo que se hace con el propósito de estudiar el sistema.

Si las características iniciales de un sistema son diferentes de las finales, decimos que el sistema

experimentó una transformación

Figura 1: experimento de acercar un plato a

En el plato se deposita un polvo negro,

cuando se pone en contacto con la llama de

Cuando aproximamos un poco de estaño a la llama de un mechero Bunsen, observamos que

aparece un líquido que nos recuerda al mercurio, que es el metal que utilizamos en los

termómetros. Y nos preguntamos ¿será que el calentar el estaño esto permite que se transforme

en mercurio?.

Para saber si hubo, de hecho, una transformación tan profunda, una transformación (cambio)

química, debemos comparar las propiedades del líquido con algunas propiedades del mercurio.

Poe ejemplo, podemos decir que el líquido no es mercurio porque este líquido, a diferencia del

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Quimiquiña. Graduada en Química. Profesora de secundaria. Divulgadora científica desde 2010.

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