Conceptos Clave y Evolución Histórica de la Química

Estados de la Materia y Cambios de Estado

Los estados de la materia pueden experimentar cambios debido a variaciones de temperatura y presión. Algunos de estos cambios son:

Cambios de Estado

• Fusión: Paso de sólido a líquido. Ejemplos: derretir hielo, fundir metales, quemar plásticos (aunque implica descomposición química), derretir velas.
• Vaporización: Paso de líquido a gas. Puede ser por evaporación (lenta) o ebullición (rápida). Ejemplos: hervir agua, ropa tendida secándose (evaporación), humo de café (vapor), sudoración (evaporación), ciclo hidrológico.
• Solidificación: Paso de líquido a sólido. Ejemplos: convertir agua en hielo, hacer ladrillos con arcilla (implica secado y cocción), hacer caramelos (enfriamiento de jarabe), hacer embutidos (enfriamiento), fabricar vidrios (enfriamiento de masa fundida).
• Condensación: Paso de gas a líquido. Ejemplos: empañamiento de espejos, obtención de agua dulce por destilación (no sal marina), niebla sobre parabrisas.

Fenómenos Químicos y Físicos

Los cambios que experimenta la materia pueden clasificarse en fenómenos químicos o físicos.

Fenómenos Químicos

Son procesos en los que cambia la naturaleza de las sustancias, formando otras nuevas. Los cambios son irreversibles a simple vista.

• Combustión: Si quemamos un papel, se transforma en ceniza y gases, cambiando su composición original.
• Corrosión: Si dejamos un trozo de hierro a la intemperie, se oxida y pierde sus propiedades originales, formando óxido de hierro.

Fenómenos Físicos

No cambia la composición de una sustancia; solo varían sus propiedades físicas (forma, estado, etc.). Sus cambios suelen ser reversibles.

• Repetibilidad: El fenómeno puede repetirse con la misma sustancia inicial.
• Reversibilidad: El cambio que experimenta la sustancia no es permanente y puede revertirse para obtener la sustancia original.

Alotropía

Se presenta cuando un elemento químico existe en dos o más formas diferentes en el mismo estado físico, con distintas estructuras moleculares o cristalinas.

• Alotropía del Carbono: Grafito, diamante, fullerenos, nanotubos, hollín.
• Alotropía del Fósforo: Fósforo blanco, fósforo rojo, fósforo negro.
• Alotropía del Oxígeno: Oxígeno diatómico (O₂) y Ozono (O₃).

Línea de Tiempo de la Química

La química, como ciencia, ha evolucionado a lo largo de diversas épocas:

Época Antigua

Se inicia con civilizaciones como la egipcia, griega, china, hindú y romana. Se basaba en la observación y la filosofía.

• Aristóteles: Sostenía que el universo estaba formado por cuatro elementos fundamentales: agua, fuego, tierra y aire.

La Alquimia

Periodo que buscaba la transmutación de metales comunes en oro y la búsqueda de la piedra filosofal y el elixir de la vida.

• Objetivo Principal: Encontrar la piedra filosofal, que supuestamente podía transmutar metales en oro y otorgar la inmortalidad.
• Alquimistas Famosos: Geber (Jabir ibn Hayyan), Alberto Magno, Roger Bacon, Tomás de Aquino.

La Iatroquímica

Se convierte en una disciplina auxiliar de la medicina, buscando aplicaciones químicas para tratar enfermedades.

• Concepto Clave: El ser humano se consideraba constituido por Azufre, Mercurio y Sal.
• Enfermedades Asociadas: Se relacionaban desequilibrios de estos principios con enfermedades (ej: Sal con diarrea, Azufre con peste, Mercurio con parálisis).

La Teoría del Flogisto

Propuesta para explicar el fenómeno de la combustión.

• Concepto Clave: Se creía que las sustancias combustibles contenían una sustancia llamada flogisto que se liberaba al quemarse. El carbón se consideraba rico en flogisto.

La Época de Lavoisier

Considerado el padre de la química moderna.

• Antoine-Laurent de Lavoisier: Realizó experimentos cuantitativos sobre las oxidaciones y combustiones, refutando la teoría del flogisto.
• Contribución Clave: Formuló la Ley de Conservación de la Materia (La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma).

Desarrollo de la Química Orgánica

Se establece la división entre química orgánica (compuestos del carbono) e inorgánica (compuestos de otros elementos).

Desarrollo de la Química Moderna

Periodo de grandes avances y descubrimientos fundamentales.

• Gay-Lussac: Descubre las leyes de la combinación de volúmenes gaseosos.
• Amedeo Avogadro: Propone que volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas.
• Jöns Jacob Berzelius: Crea los símbolos químicos modernos y determina pesos atómicos.
• Dmitri Mendeléyev y Lothar Meyer: Desarrollan, de forma independiente, las primeras versiones de la Tabla Periódica de los elementos, basándose en los pesos atómicos.
• Wilhelm Ostwald: Realiza importantes trabajos en catálisis y electroquímica.
• J.J. Thomson: Mide la relación carga/masa del electrón, contribuyendo al modelo atómico.
• Alfred Nobel: Inventa la dinamita, aplicando principios químicos.
• Marie Curie: Descubre los elementos Polonio y Radio, pionera en el estudio de la radiactividad.
• Linus Pauling: Explica la naturaleza del enlace químico y la estructura molecular.