Historia y Fundamentos de la Química: Un Viaje por la Materia y sus Transformaciones

Orígenes y Evolución de la Química: Desde la Antigüedad hasta la Era Moderna

La química, como disciplina científica, tiene raíces profundas que se extienden miles de años en la historia de la humanidad. Desde las primeras civilizaciones hasta los pensadores griegos y los alquimistas, la curiosidad por la composición de la materia ha impulsado su desarrollo.

Civilizaciones Antiguas y sus Aportes

• El Pueblo Chino, 3000 años antes de nuestra era, ya fabricaba pólvora, papel, tintas y objetos de porcelana.
• Los Egipcios obtenían vidrio, oro, colorantes y sustancias embalsamadoras.

Primeros Pensadores Griegos y la Constitución de la Materia

Los primeros hombres que estudiaron con rigor la constitución de la materia fueron los griegos, quienes propusieron diversas teorías sobre el elemento fundamental del universo:

• Tales de Mileto: Creía que la sustancia fundamental del universo era el agua.
• Anaxímenes de Mileto: Llegó a la conclusión de que la sustancia básica era el aire.
• Un siglo después, Heráclito afirmó que el fuego era la sustancia básica.
• Empédocles: Sostenía que la materia estaba compuesta por agua, aire, fuego y tierra.
• Leucipo: Fue el primer pensador en poner en tela de juicio la suposición de que la materia estaba constituida por elementos básicos. Para él, cualquier cantidad de materia no se podía dividir infinitamente.
• Demócrito: Discípulo de Leucipo, supuso que la materia estaba constituida por pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos. Para él, los átomos eran de cuatro clases: piedra, agua, aire y fuego.
• Aristóteles: Decía que la materia estaba constituida por cinco elementos: agua, aire, tierra, fuego y éter. También supuso que la teoría de Demócrito sobre la indivisibilidad estaba equivocada.

Períodos Clave en la Historia de la Química

Periodo de la Alquimia (300-1550 d.C.)

La alquimia, que significa 'arte de la metalurgia', floreció en los principales centros de civilización: en la India, China y Egipto. Su objetivo era transmutar en oro los metales corrientes como el plomo y el cobre. El alquimista más importante fue el árabe Jabir ibn Hayyan (Geber), quien fue el primero en destilar ácido acético y preparar ácido nítrico débil.

Periodo de la Iatroquímica (1550-1775 d.C.)

Durante este periodo, los alquimistas siguieron empeñados en encontrar el elixir de la vida, pero obtenían mezclas complicadas a las que atribuían propiedades curativas. Paracelso, médico suizo, inició científicamente el empleo de sustancias para el tratamiento de enfermedades, utilizando minerales que creía eran los mejores fármacos.

Periodo del Flogisto (1650-1775 d.C.)

Esta teoría fue propuesta por el alemán Johann J. Becher (1635-1682) y ampliada por Georg Ernst Stahl (1660-1734). El flogisto, que significa 'inflamable', fue descrito como una sustancia constituyente de materiales combustibles que se podía liberar una vez quemada. Stahl postuló que si una sustancia se quemaba, sus cenizas pesaban menos debido a la pérdida de flogisto.

Periodo de la Química Moderna (Antoine Lavoisier)

Con Antoine Lavoisier, la química entró en su era moderna. Lavoisier estableció el principio fundamental de que la materia no puede crearse ni destruirse; la materia puede ser modificada en su forma, pero jamás alterará su peso. Entre 1787 y 1789, publicó su 'Nomenclatura Química' y 'Tratado Elemental de Química', donde describió 55 elementos, incluyendo el hidrógeno y el oxígeno, y muchos compuestos como las sales.

Conceptos Fundamentales de la Química

Ramas de la Química

La química se interconecta con diversas disciplinas, incluyendo:

• Biología
• Física
• Filosofía
• Historia
• Matemáticas

Estados de la Materia

La materia se presenta en diferentes estados, cada uno con características distintivas en cuanto a la organización y energía de sus partículas:

• En un sólido, las partículas forman una estructura compacta que resiste fluir.
• Las partículas de un líquido tienen más energía que las de un sólido; pueden fluir pero siguen estando cerca unas de otras.
• Las partículas de gas son las que más energía tienen y se mueven libremente.

Clasificación de la Materia

En el universo, la materia se encuentra en forma de sustancias, que se clasifican en:

• Homogéneas: Elementos, compuestos, soluciones.
• Heterogéneas: Mezclas.

En la materia homogénea, no se pueden distinguir las partes que la forman (ejemplos: una barra de plata pura, una porción de sal de cocina).

Sustancias Puras

Son una clase de materia homogénea caracterizada por una composición definida y constante.

Compuesto

Sustancia formada por dos o más elementos que se combinan en proporción invariable. Es una sustancia homogénea que resulta de la unión de dos o más elementos con intervención de energía y no pueden separarse por métodos físicos (ejemplos: sal, azúcar, agua, butano).

Moléculas

Es la parte más pequeña de la materia que mantiene las propiedades de las sustancias puras (ejemplo: el azúcar está constituida por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno).

Elemento

Sustancia que no puede ser descompuesta o dividida en sustancias más simples por medios químicos ordinarios (ejemplo: el oro nunca ha sido dividido en átomos distintos a los de oro).

Átomos

Es la partícula mínima de la materia que se divide principalmente en tres partículas subatómicas: protón (+), electrón (-) y neutrón (+/-). Es la unidad básica que puede intervenir en una reacción química.

Soluciones

Es una mezcla homogénea que puede tener una composición variable, compuesta por un soluto y un disolvente. El disolvente es la parte que existe en mayor proporción, y el soluto es el que se encuentra en menor proporción.

Materia Heterogénea y Mezclas

La materia heterogénea está formada por dos o más partes que tienen propiedades distintas y pueden detectarse a simple vista o con la ayuda de un instrumento. Las mezclas son sistemas heterogéneos formados por la unión de dos o más sustancias diferentes que pueden separarse con procedimientos físicos.