Relacion de la quimica con otras ciencias.

Originalmente solo existía una Ciencia Natural. Con la adquisición de nuevos conocimientos, ésta se dividió en diversas ramas, dando lugar a las cuatro ciencias naturales clásicas: Física, Química, Biología y Geología. Desarrollos posteriores de las Ciencias Naturales clásicas dieron lugar a nuevas especialidades: Bioquímica, Biofísica, Geoquímica, Geofísica, Físico-química 
“Relación de la Química con otras Ciencias”

La química se relaciona con diferentes ciencias como la física, la astronomía, la biología, entre otras. Gracias a esta interrelación es posible explicar y comprender los complejos fenómenos de la naturaleza.

La ciencia que está más profundamente afectada por la física es la química. La química primitiva fue muy importante para la física. La interacción entre las dos ciencias fue muy intensa porque la teoría de los átomos estaba apoyada en gran medida en experimentos de química. La colección de reglas acerca de qué sustancias se combinan con cuales, y cómo, constituyó la química inorgánica. Todas estas reglas fueron finalmente explicadas por la mecánica cuántica, de modo que la química teórica es de hecho física.

La química cubre un campo de estudios bastante amplio, por lo que en la práctica se estudia de cada tema de manera particular. Las seis principales y más estudiadas ramas de la química son: 

Química inorgánica: síntesis y estudios de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.

Química orgánica: Síntesis y estudios de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.

Bioquímica: estudia las relaciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.

Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electro química, la mecánica estadística y la espectroscopia. Usualmente se la asocia también con la química cuántica y la química teórica.  

Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa.

Química analítica: estudia los métodos de detección y cuantificación de una sustancia en una muestra. Se subdivide en cuantitativa y cualitativa.

Además existen múltiples subdisciplinas que, por ser demasiado específicas o bien multiplicidades, se estudian individualmente como:

1. Astroquimica
2. Electro-química
3. Foto-química
4. Magneto-química
5. Nanoquímica (relacionada con la nanotecnología)
6. Petroquímica
7. Geoquímica
8. Química Computacional
9. Química Cuántica
10. Química Macro-molecular
11. Química Nuclear
12. Química Organometálica
13. Química Teorica

Estados de agregacion de la materia.

Las diversas  sustancias pueden presentarse en forma de solido, liquido o gases. Esta manera de manifestarse se conoce como estado de agregación, debido a que las características de cada uno de los estados tienen relación con la forma en que están dispuestos los átomos o moléculas que componen  al cuerpo en estudio.

Estado sólido.

Las sustancias de este estado poseen forma y volumen propios. En algunos casos las partículas constituyentes se disponen formando una especie de red cristalina donde las fuerzas de atracción son muy fuertes. La energía cinética de las partículas en los sólidos es pequeña, mientras que la energía potencial posee valor alto.

Estado liquido.

Los líquidos, como podemos observar a través de muchos ejemplos  de nuestra vida diaria, aunque poseen un volumen propio, adoptan la forma del recipiente que los contiene. Son muy poco comprensibles, y las fuerzas que existen entre sus moléculas o átomos explican el fenómeno de cohesión y por que la mayor parte de ellos pueden formar gotas. La energía cinética de sus partículas es aproximadamente igual a su energía potencial.

Estado gaseoso.

Los gases no tienen forma ni volumen definido, pero pueden llenar con cierta rapidez, por completo, el recipiente que los contiene. Sus partículas, ya sean átomos o moléculas, viajan a gran velocidad, chocando con frecuencia con las otras partículas y con las paredes del recipiente, porque su energía cinética es muy alta comparada con su energía potencial. Los gases pueden comprimirse en un grado relativamente importante, y bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, pueden pasar al estado líquido.

Plasma.

Es el cuarto estado de la materia, y de acuerdo con las investigaciones científicas el más abundante en el universo, puesto que ocupa aproximadamente el 99% del mismo. Las estrellas, nuestro sol y el polvo interestelar están formados por plasma.

El plasma se describe como una especie de gas ionizado, en el cual las partículas subatómicas se mueven casi con entera libertad. Lo podemos imaginar como un fluido tremendamente lleno de energía, que puede generar cantidades inimaginables de ella. Las colisiones frecuentes redundan en la creencia de elementos  a partir de sus partículas básicas.

A diferencia de los gases fríos, como el aire a temperatura ambiente, el plasma es un excelente conductor de la electricidad y también es frecuentemente influido por los campos magnéticos. De hecho, como el plasma no puede ser contenido en ningún recipiente solido, los científicos están experimentando con campos magnéticos muy poderosos para poder confinarlo.

Los científicos afirman que existe un plasma frio y un plasma caliente. El plasma frio se presenta a temperatura del rango de 10000 K, mientras que el plasma caliente requiere de millones de grados de temperatura.

En nuestro planeta podemos observar algunas manifestaciones del plasma en el relámpago, en algunas secciones de la llama y en los tubos fluorescentes, comúnmente conocidos como ¨tubos de neón¨.

El gas contenido en el interior de los tubos fluorescentes es ionizado por la energía eléctrica que circula una vez que se ha accionado el interruptor. Las partículas ionizadas son aceleradas y colisionan con los átomos. En este proceso son arrancados  electrones adicionales que ayudan a mantener el plasma así creado.

Propieades de la materia.

A  pesar de que todo está conformado de materia, podemos distinguir con claridad que los objetos de nuestro entorno presentan características que nos permiten distinguirlos unos de otros. A tales características se le otorga comúnmente el nombre de propiedades. Su clasificación aparece en el siguiente esquema:

Propiedades generales o extensivas.
Se le llama generales porque son comunes a todo cuerpo, y extensivas, porque dependen de la cantidad de masa que este posea. Como de ejemplo de características de este tipo tenemos a la masa, el volumen, la inercia y el peso.

·         Masa: si la existencia de materia en forma de partículas. En el sistema internacional (SI) de unidades tiene como unidad el gramo (g).

·         Volumen: es la porción de espacio ocupado por un cuerpo. La unidad de volumen en el SI es el m3.

·         Inercia: es la tendencia de los cuerpos a conservar su estado de reposo o de movimiento. Está relacionada estrechamente con la masa, de tal forma que a mayor masa, mayor inercia, y viceversa.

·         Peso: es la medida de la atracción que ejerce la fuerza de gravedad sobre un objeto. Las unidades en las que se reporta son newton (N) y para calcularle se utiliza la formula w=mg, donde w es el peso en newton, m la masa en kilogramos y g la aceleración de la gravedad, cuyo valor aproximado es de 9/8 s2

Propiedades específicas o intensivas.

Se les dice especificas porque ayudan a distinguir a una sustancia de otra; además se le llama intensivas porque no dependen, en ningún sentido, de la cantidad de masa que posee el cuerpo en cuestión. Ejemplo de este tipo de propiedades son el punto de fusión, el punto de ebullición, la reactividad química, la densidad, etc.

 De manera general podemos clasificar las propiedades específicas de dos tipos: propiedades físicas y propiedades químicas.

1.-propiedades físicas: pueden ser observadas sin que exista cambio alguno en la composición interna de la sustancia estudiada.

Algunas propiedades físicas se denominan organolépticas porque pueden ser percibidas a través de nuestros sentidos corporales como el calor, el olor y el sabor.

Otras propiedades físicas requieren, en ocasiones, de instrumentos específicos que permitan determinar su magnitud, por ejemplo: la densidad, la maleabilidad, ductibilidad, elasticidad, dureza, solubilidad, calor específico, conductividad térmica y eléctrica, temperaturas de fusión y de ebullición.

·         Densidad: se define como la cantidad de masa por unidad de volumen. Sus unidades, en consecuencia involucran tanto la masa como el volumen: g/mL, g/L, g, cm3, etc.

·         Maleabilidad: es la capacidad de algunas sustancias, como los metales, para ser trabajos hasta extenderse y formar láminas.

·         Ductilidad: se dice que un cuerpo es dúctil cuando puede deformarse con cierta facilidad. En el caso de los metales, la ductilidad implica que puede admitir grandes deformaciones físicas en frio sin llegar a romperse, asimismo, indica la capacidad de formar alambres o hilos con ellos.

·         Elasticidad: esta propiedad permite que un cuerpo solido sea deformado hasta cierto grado para recobrar después su extensión y su forma una vez que ha cesado la fuerza deformante.

·         Dureza: puede ser caracterizada como la oposición que presenta un cuerpo para ser rayado, comprimido o deformado hasta cierto punto.

·         Solubilidad: es la cantidad de una sustancia que puede  disolverse en una cantidad previamente especificada de solvente, a una presión y temperatura dadas.

Por ejemplo, se ha logrado determinar que a la presión de 1 atmosfera y a una temperatura de 20°C pueden disolverse, aproximadamente, 30 g de nitrato de potasio (KNO3) en 100g de agua. Si la temperatura aumenta, la solubilidad aumenta, de tal suerte que a una temperatura de 80°C, es posible disolver hasta cerca de 100g de KNO3 en los mismos 100g de agua, un aumento de solubilidad  realmente considerable.

·         Calor específico: es la cantidad de calor que es necesaria agregar a 1 gramo de cualquier sustancia para elevar su temperatura en 1°C. las unidades en las que expresa son calorías/gramo °C (Cal/g °C).

Tabla 1 Calores específicos de diversas sustancias.
Sustancia	[J/(g °C)]	[cal/g °C]
Agua	4.182	1.o
Aire seco	1.009	0.241
Aluminio	0.896	0.214
Bronce	0.385	0.092
Cobre	0.385	0.92
Concreto	0.92	0.22
Hielo (a 0°C)	2.09	0.5
Plomo	0.13	0.031
Vidrio	0.779	0.186
Zinc	0.389	0.093

·         Conductividad eléctrica: propiedad de algunos cuerpos que los hace capaces de conducir la temperatura o la electricidad, respectiva.

·         Temperatura de fusión: se define como la temperatura a la cual las presiones de vapor de las fases liquida y solido están en equilibrio.

·         Temperatura de ebullición: temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es igual a  1 atmosfera (101.3325kPa).

2.-propiedades químicas: son aquellas que solamente pueden observarse cuando se altera íntimamente la naturaleza de la sustancia. Algunos ejemplos son la valencia de un elemento, su reactividad, oxidabilidad, combustibilidad, inflamabilidad, etc.

·         Valencia: es la capacidad de combinación de un  átomo. Se puede determinar, inicialmente, a partir de su configuración electrónica, aunque lo más frecuente es estudiar su comportamiento en la formación de compuestos caracterizados.

·         Oxidabilidad: se puede caracterizar como aquella propiedad de algunos elementos que los hace capaces de formar óxidos.

·         Combustibilidad: propiedad de las sustancias que las hace capaces de arder. Esta propiedad solo se puede apreciar cuando se aplica una llama a la sustancia y se nota si arde o no.

• Inflamabilidad: esta propiedad química nos informa si la sustancia es capaz de encender con facilidad y además a desprender llamas.

¿Que es la materia?

A través de la historia de la humanidad, filósofos y científicos han invertido una buena parte de su vida y capacidad para responder a esta pregunta ¿Qué es la materia?

Las repuestas  que se han dado presentan una impresionante variedad. Algunos filósofos griegos consideraron que todos los seres y los objetos han estado constituidos por 4 elementos fundamentales: aire, agua, tierra y fuego. Diversas combinaciones de tales  elementos explicaba la características peculiares de la sustancias. Así, por ejemplo, se pensaba que una sustancia podía arder debido a que estaba compuesta tanto de aire como de fuego; aquella otra sustancia podía evaporarse porque se componía, casi exclusivamente, de aire, etc.

Después de muchas ideas y teorías, que no mencionaremos aquí, se ha llegado al consenso de que el universo entero está formado de materia.

Características y manifestaciones de la materia.

De manera tradicional se acostumbra definir a la materia como a todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En esta sencilla descripción se destacan 2 aspectos importantes: la materia posee masa y, además, ocupa un lugar en el espacio. Los aspectos mencionados implicaban considerar a la energía como una entidad enteramente distinta y, a la vez, complementaria a la materia.

A la luz de la mecánica cuántica, de la cual hablaremos más con más detalle, la materia se define en la actualidad de una, manera muy simple, pero cargada de sentido: la materia es todo cuanto existe en el  universo. ¿Qué implica esta afirmación? Que tanto la masa como la energía son las dos formas en las que puede existir la materia.

La masa se concibe, entonces, como la existencia de materia en forma de partículas y, la energía  se define como la capacidad para realizar un trabajo. Más adelante definiremos más a fondo las características de la energía. Por el momento recordaremos la ecuación de Einstein que relaciona la masa con la energía:
E:mc

                  

                        

Que es la química, ramas y ciencias afines a la química.

¿Qué es la química? Es la ciencia que se dedica al estudio de las propiedades, composición y estructura de la materia, de su relación con la energía, así como de leyes que regulan y explican tales interacciones.

Ramas de la química:

1-general: estudia las leyes, principios, teorías, métodos, procedimientos, reglas etc.; que rigen a la química como ciencia. Como ejemplo podemos mencionar la ley de la conservación de la materia, el principio de incertidumbre de Heisenberg, la regla de las diagonales, etc.

2-descriptiva: estudia las propiedades físicas y químicas de las sustancias, los métodos para producirlas, y las aplicaciones principales que pudieran tener. Se subdivide en química orgánica e inorgánica. La primera, estudia a los compuestos de carbono, la segunda se encarga de los compuestos formados por los demás elementos.

3-analítica: se dedica determinar la composición de las sustancias. La química analítica cuantitativa nos sirve para saber qué elementos integran a un compuesto, y tiene por objeto saber qué cantidad precisa de cada uno de los constituyentes, sean elementos o compuestos, se encuentran presentes en una sustancia determinada.

4-aplicada: como su nombre lo indica es la rama de la química que se encarga del estudio y desarrollo de nuevos materiales.

Ciencias afines a la química:

El desarrollo actual de la química exige que esta tenga relaciones con un gran número de otras ciencias. Mencionemos algunos ejemplos relevantes.

Con la biología tiene muy estrecha relación, por que en los seres vivos se desarrollan una completísima variedad de reacciones químicas y la materia que estamos estudiando proporciona conocimientos básicos para entenderlas y predecirlas.

Muchos procesos químicos no solo se describen, también se cuantifican. Para ello las aportaciones de las matemáticas son absolutamente necesarias. Desde las simples sumas y restas, hasta modelos matemáticos de altísimo complejidad utilizados para describir la estructura atómica y los mecanismos de reacción son ejemplos de cómo se relacionan ambas ciencias.

La química y la física tienen una relación estrecha y natural. Ambas se dedican al estudio de los fenómenos naturales, aunque con diferente perspectiva. Los a portantes de la física han ayudado a los químicos a comprender la estructura y la manifestación de la materia, su relación con la energía y con la forma en que se desarrollan gran números de fenómenos. De hecho, la frontera entre ambas ciencias no resulta muy clara y, en la opinión de algunos científicos, más que ser ciencias distintas, pudieran considerarse como caras diferentes de la misma moneda.

La astronomía es una de las ciencias que nos sorprende con frecuencia, ya que nos proporciona una imagen más profunda de la complejidad del universo.

La química y la astronomía tienen múltiples puntos de contacto. Un ejemplo claro lo tenemos cuando un astrónomo requiere conocer la edad y la composición de la estrellas que se encuentran a muchos años de distancia. Analizando la luz que nos llega de ella, y mediante de métodos de espectroscopio ha sido posible calcular a la distancia que se encuentran de nuestro planeta y su planta de desarrollo.

Otras muchas disciplinas científicas como la medicina, la geografía, la geología, la bioquímica la metalurgia, etc.; guardan también una relación estrecha y reciproca con la química. En razón de tal reciprocidad la química es, con toda razón, una ciencia interdisciplinaria.

Aquí también les dejo la dirección de una pagina para que conoscan mas del tema:

1. http://www.buenastareas.com/ensayos/Ciencias-Auxiliares-y-Ramas-De-La/5683943.html
2. http://payala.mayo.uson.mx/QOnline/Ramas_de_la_Quimica.htm

Reconoce los grandes momentos históricos de la química.

La historia de la química está ligada con la necesidad que el hombre ha  tenido por obtener sustancias que le sean útiles. En los comienzos, el hombre usaba todo  lo que encontraba en la naturaleza de manera directa e intuitiva, hasta que llego a cumular los conocimientos que empleo con rigor medologica, construyendo la disciplina que hasta ahora hemos conocido.

Los primeros hombres empleaban todo lo que el medio les ofrecía como piedras, huesos, ramas, etc.; sin embargo fue descubierto el fuego el que vino a dar un giro importante en la manera de ver la cosas, ya que los hombres primitivos pudieron percatarse de forma muy directa los cambios que producían al emplear el fuego. No fue solamente fue el cambio  de consumo de algunos alimentos como la carne, que pudieron disfrutar y conservar durante más tiempo, sino que pudieron percatarse de las alteraciones que producía el uso del fuego. Y son esos cambios en la estructura de las sustancias. Estamos hablando de más de 8000 años a.n.e.

En este tiempo florecen las primeras civilizaciones en lo que hoy conocemos como el Medio Oriente,  donde se descubre la agricultura y se crean animales para su consumo, pero una de las cosas más relevantes fue el hallazgo de los metales como el cobre y el oro. Este acontecimiento ocurrió posiblemente 4000 años a.n.e., lograron realizar aleaciones entre el cobre con el estaño dando lugar al bronce. Descubrieron metales aún más duros como el hierro, que al combinarse con el carbón vegetal forma una aleación  menos dura a la que le llamamos acero, que es aún más duro que el bronce.

Los primeros que se interesaron en el porqué de las cosas fueron los filósofos griegos, entre los que destaca un inicio, Tales de Mileto (640 – 546 a.n.e.) Quien se cuestionaba la naturaleza de las sustancias y junto con Heráclito, Anaxímenes y Empédocles  se aceptó la teoría de la existencia de cuatro elementos básicos que forman las sustancias: fuego, aire, agua y tierra. El mismo Aristóteles justifico con planteamiento hechos por sus colegas e incluso añadió sus opuestos que son frio y calor, humedad y sequedad, opuestos a los anteriores, añadiendo uno más al que llamo éter, que formaba los cielos y lo consideraba perfecto, pues observaba que el cielo no es tan cambiante como los cuatro anteriores.

Para el año 450 a.n.e., aparecen en el escenario  Leucipo y Demócrito, consideraban que las sustancias podían dividirse en partes más pequeñas hasta llegar finalmente a una infinitamente más pequeña ala que llamaron átomo.

El rumbo que puede tomar el desarrollo de una ciencia esta determinado en gran medida por los acontecimientos históricos  que se presentan en las diferentes épocas, de tal suerte que la química entro en  una etapa a partir de 323 a.n.e.,  donde se constituyó uno de los templos del saber más importantes del conocimiento, la biblioteca de Alejandría, que fue la unión entre los saberes egipcios y las teorías griegas.

1000:a.c: Descubrimiento del hierro.
La química surge antes del siglo XVII
I SIGLO: los chinos fabrican la porcelana mediante el procedimiento de cocer caolina a unos 1.280 grados consiguiendo por vitrificación un barniz translucido y totalmente impermeable.
SIGLO VII: Los chinos destilan el alcohol. 
1789.- Lavoisier (considerado el padre de la Química), con el uso de la balanza 
establece la Ley de Conservación de la masa. 
1789: Lavoisier elaboro un sistema lógico de nomenclatura.
1799.- Proust establece la Ley de las Proporciones Definidas. 
1803-1808.- Dalton propone la teoría atómica que lleva su nombre.
1807: Jons Jacob Berzelius propone la teoría del vitalismo.
1808: John Dalton marco el comienzo del cálculo sistemático de pesos atómico para todos los elementos.
1829:El químico J.W. Dobereiner organizo un sistema de clasificación de elementos en el que estos se encontraban en grupos de tres denominados triadas..
1836: Paul Hermmann Muller descubre su fuerte acción insecticida.
1859:A.W.H.Kolbe sintetiza sal sódica del ácido salicílico.
1865: Los primeros valores de la” constante de abogadro” fueron obtenidos por Joseph lo Schmidt.
1859: Mendelevio presenta una primera versión de la tabla periódica.
Hacia 1860.- Kirchhoff y Bunsen, entre otros, desarrollan la espectroscopia y estudian el espectro de emisión y absorción de distintos elementos químicos. Esta técnica posibilitó el descubrimiento de nuevos elementos químicos. 
1873: Ottmar Zeidler sintetizo el DDT [un potente insecticida.
1873.- James Clark Maxwell establece la teoría electromagnética. 

Estas son algunas fechas importantes de la historia de la química  y para que me entiendan mejor aquí les dejo unos video sobre la historia de la química:

Identificacion ala quimica como una herramienta para la vida.

Reconocer a la química como parte de la vida cotidiana, tras conocer el progreso que a tenido esta  a través del tiempo y la forma en que ha empleado el método científico para resolver problemas del mundo que nos rodea, así como su relación con otras ciencias, que conjuntamente han contribuido al desarrollo de la humanidad.

La química no es ajena a nuestra vida, por lo contrario, todos estamos íntimamente relacionados desde el momento que realizamos todas nuestras actividades cotidianas o psicológicas como el respirar o alimentarnos.

Diariamente utilizamos productos elaborados por la industria química que nos genera bienestar y que llegan, incluso, a ser indispensables como las pastas dentales, limpiadoras, desinfectantes, entre muchos otros.

El estudio de la química busca que se interesen en conocer y aplicar los métodos propios de esta  disciplina en la resolución de problemas cotidianos y la comprensión racional de su entorno.  Para lograr lo anterior se deben de emplear procesos de razonamiento, argumentación y estructuración de ideas, llevándolos a la generación de habilidades, actitudes y valores que impliquen al estarla estudiando. Todo esto generara el cuidado del medio ambiente, tomando conciencia sobre el cuidado y la preservación del medio que nos rodea  de manera responsable para que las generaciones futuras cuenten con las mismas oportunidades que nosotros. Sin perder el rigor científico de términos y definiciones; por  otro lado, el aspecto del cuidado al medio ambiente  y el respecto por la naturaleza.

Las ciencias experimentales  están orientadas a que toda persona  conozca y aplique los métodos  y procedimientos de dicha ciencia para la resolución de los problemas cotidianos y para la comprensión racional de su entorno.

Tiene un enfoque práctico; se refiere a estructuras de pensamiento y procesos aplicables a contextos diversos, que serían útiles para cualquier persona a lo largo de su vida, sin que por ello dejen de sujetarse al rigor metodológico que imponen las disciplinas que conforman. Su desarrollo favorece acciones responsables y fundadas por parte de las personas hacia el ambiente y hacia si mismo.

¿Cuándo hablamos de que existe algo anormal? sucede que ocurren patrones de comportamiento muy específicos de las enfermedades, por ejemplo la época del invierno es muy común las enfermedades de vía respiratorias como la gripe o el refriado, que no lo son tanto en la temperatura de primavera – verano, tal es el caso de lo acontecido recientemente en la ciudad de México donde se reportaron cuadros de gripe que no eran comunes en primavera,  alertando a la comunidad médica sobre posible epidemia generada por la mutación de un nuevo virus proveniente en este caso de los cerdos, al que llamamos influenza  a (H1N1). La alerta epidemiológica provino a la población  y el número de muertes fue muy inferior  a lo que pudo haberse dado en el caso de no alertar a la población. Luego entonces, toda aquella enfermedad patrón de salud de que se tenga conocimiento o información, que se presente en tiempos y formas diferentes se considera que tiene un comportamiento anormal. Por lo cual ahora  se tiene más precaución antes de aclarar algo sobre algún padecimiento.