Introducción a la Química

La química es el estudio de la materia y de los cambios que experimenta.

Aplicaciones de la Química

El conocimiento de las propiedades químicas de los componentes moleculares ha permitido:

1. El desarrollo de los sistemas de salud para la protección de las enfermedades.
2. Los avances en los procedimientos quirúrgicos: anestesia.
3. La terapia génica: tratamiento molecular de diversos padecimientos como el SIDA, el cáncer, enfermedades crónicas, cardiovasculares, etc.
4. El tratamiento con células troncales.
5. La era de la proteómica.
6. La industria farmacéutica.

Otras áreas de aplicación incluyen:

• La energía y el ambiente.
• Los materiales y la tecnología.
• Los alimentos y la agricultura.

El Método Científico

El método científico es un procedimiento sistemático en la investigación que recolecta información por medio de observaciones y mediciones, y diseña y comprueba hipótesis, leyes y teorías.

Tipos de resultados:

• Resultados cualitativos: observaciones generales del sistema.
• Resultados cuantitativos: números obtenidos al hacer mediciones en el sistema.

Etapas del estudio de la química:

1. Observación: mediciones del mundo macroscópico.
2. Representación: uso de símbolos y ecuaciones.
3. Interpretación: basado en átomos y moléculas, mundo microscópico.

Componentes del método científico:

• Hipótesis: explicación tentativa para una serie de observaciones.
• Leyes: enunciado sólido, verbal o matemático, de una relación entre fenómenos que siempre se repite bajo las mismas condiciones.
• Teoría: principio que explica una serie de hechos y las leyes que se basan en estos.

El Átomo

El átomo es la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química. La materia está formada por partículas pequeñas llamadas átomos (que significa indivisible e indestructible).

Hipótesis de la Teoría Atómica de Dalton

• Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
• Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los demás elementos.
• Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación del número de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es un número entero o una fracción sencilla.
• Una reacción química incluye solo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca se crean o se destruyen.

Extensión de la Ley de las Propiedades Definidas de Proust (1799): Muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen los mismos elementos y en la misma proporción en masa.

Confirma la Ley de las Proporciones Múltiples: diferentes compuestos formados por los mismos elementos difieren en el número de átomos de cada clase.

Estructura del Átomo

Los átomos tienen una estructura interna, es decir, están formados por partículas aún más pequeñas llamadas partículas subatómicas.

Estas son: electrones, protones y neutrones.

• Electrones: Partículas con carga negativa. La carga de un electrón es de -1.6 x 10^-19 C y la masa de 9.09 x 10^-28 g.
• Neutrones: Partículas eléctricamente neutras con una masa un poco mayor que la masa de los protones.
• Protones: Partículas con carga positiva. Su masa es de 1.67252 x 10^-24 g, 1840 veces la masa de los electrones.

Número atómico: es el número de protones en el núcleo de cada átomo de un elemento. En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones.

Número de masa: es el número total de protones y neutrones presentes en el núcleo de un átomo de un elemento.

Núcleo: Las partes positivas de los átomos están concentradas en la región central del átomo denominado “núcleo”.

Iones

Un ion es una especie cargada formada a partir de átomos o moléculas neutras que han ganado o perdido electrones como resultado de un cambio químico.

• Catión: cuando se pierde uno o más electrones. Carga neta positiva.
• Anión: cuando se gana uno o más electrones. Carga neta negativa.