Universidad Veracruzana

 

La química es el estudio científico de la materia. A una persona profesionalizada en esta ciencia se le conoce como químico o química. Estas pueden considerar la cantidad de espacio que un objeto puede llenar (densidad), medir la energía de los átomos (estado de la materia), analizar los resultados de la combinación de sustancias (reacciones), entre otras muchas cosas interesantes.

La química, inicia con el estudio de la materia. Durante miles de años, los químicos y químicas  han llegado a comprender muchas formas diferentes de cómo cambia y se mueve la materia a través del Universo.

Pero ellos no son los únicos en hacer uso de esta ciencia. Los médicos la usan para fabricar medicamentos que nos ayudan cuando estamos enfermos. Los ingenieros para fabricar dispositivos electrónicos como tu televisor o tu teléfono celular. Los agricultores usan la química para ayudar a que sus cultivos crezcan y para que podamos tener alimentos. Los chefs usan la química para cocinar comidas deliciosas, incluso tu mamá lo hace (consciente o inconscientemente) cuando cocina.

Al comprender la química, puede comprender mejor el mundo que lo rodea y cómo funciona. Porque todo es materia: tu computadora, el aire que respiras, el agua que bebes, tu almuerzo, el suelo sobre el que caminas, las flores que disfrutas incluso tú estás hecho de materia.

Cualquier objeto que pueda ver, oler o tocar está hecho de materia… pero también hay trozos de materia muy pequeños que no se pueden ver ni tocar. Los químicos usan equipo especial para estudiar a esas pequeñas cosas. Según los científicos, toda la materia que podemos observar constituye aproximadamente el 5% del Universo. El resto está hecho de materia y energía oscuras.

Hay dos cualidades principales de la materia: ocupa espacio y tiene masa. Incluso las partículas más pequeñas y las partes de los átomos ocupan algo de espacio. Y respecto a la masa, es la cantidad de materia que tienes. Por ahora, puede pensar en la masa en términos de peso… o te puedes haber distraído como yo pensando en la masa de las gorditas.

No es necesario que la química te diga que un elefante mucha más masa que una mariposa y un átomo menos masa que una mariposa. Sostener un objeto te dirá el peso del objeto y le dará una buena idea de su masa en comparación con otros objetos.

Aunque el peso nos da una referencia de la masa, la masa y el peso son diferentes. La masa es una cantidad de materia que es la misma en todas partes del Universo. Un kilogramo de oro (Au) tendrá la misma masa en la Tierra o en la Luna. Mientras que el peso se basa en la gravedad del entorno. Por lo que ese kilogramo de oro pesará más en la Tierra que en la Luna, porque la Tierra tiene una gravedad más fuerte que nuestro hermoso satélite. Dado que Júpiter es mucho más grande que la Tierra (con fuerza gravitacional más fuerte), el peso de ese oro si lo llevamos a Júpiter será mucho mayor. La masa será siempre la misma, aquí, en China y en Júpiter.

La unidad elemental de la materia, son los átomos. Estos son las unidades de materia más pequeñas y básicas que tienen las propiedades de un elemento. Todos los átomos tienen las mismas partes básicas (electrones, protones y neutrones), pero están organizados de diferentes formas.

Podríamos decir que entonces los átomos no son las partes de la materia más pequeñas,  y tendríamos razón. Pero los electrones aunque son más pequeños que los átomos y hay otras partículas subatómicas que son, incluso, más pequeñas que los electrones. Esas diminutas partículas no tienen las propiedades de un elemento.

Los elementos son trozos de materia donde todos los átomos tienen las mismas propiedades químicas. Los elementos están hechos de átomos similares. Queremos decir que los átomos son exactamente iguales, pero eso no es del todo cierto. Un elemento está formado por átomos que tienen el mismo número de protones. Si tiene un lote de átomos y todos tienen el mismo número de protones, todos son un elemento.

Por ejemplo, si todos los átomos tienen cuatro protones, son átomos de berilio (Be). Algunos de esos átomos pueden tener cuatro electrones (neutros). Algunos átomos pueden tener tres electrones, dejando al átomo con una carga positiva (iones). Esos iones todavía se consideran átomos de berilio.

Los neutrones funcionan de la misma manera. Puede tener cuatro neutrones, pero también puede tener tres o cinco neutrones. Los átomos con el mismo número de protones y diferente número de neutrones se denominan isótopos de un elemento. Los isótopos y los iones siguen siendo el mismo elemento a pesar de que tienen diferentes números de neutrones y electrones. Bueno pero ya nos fuimos muy a detalle… mejor vámonos por las ramas.

La química es un tema amplio y profundo, y se divide en cinco áreas o ramas principales: analítica, bioquímica, química física, inorgánica y orgánica. La química analítica utiliza pruebas para descubrir los ingredientes de una sustancia, tal como lo hacen en un laboratorio de análisis del agua para saber que sustancias disueltas tiene o un nutricionista cuando analiza los alimentos para conocer los nutrientes que contienen y colocar los sellos en el empaque.

La bioquímica estudia principalmente la química en el cuerpo. Puede estudiar las células cancerosas para aprender cómo curar la enfermedad y también a virus y bacterias para aprender sobre enfermedades infecciosas como el covid-19.

 

 

La química física estudia las propiedades físicas de las moléculas: cómo se mueven o cambian. Cuando hornea galletas, las galletas se solidifican y se doran, una reacción física. Una rama se refiere a los seres vivos y al cuerpo humano; otra rama estudia productos y materiales fabricados en un laboratorio.

La química inorgánica es el estudio de sustancias inertes, como metales, rocas y otros minerales. Un científico podría estudiar las formaciones rocosas para determinar cómo se hicieron o estudiar la composición de una viga de acero para determinar su resistencia.

La química orgánica es el estudio de compuestos de carbono, como limpiadores, plásticos, aditivos alimentarios y medicamentos. Es muy importante, y el Dr. Omar Cortezano Arellano nos comparte que tiene mucho que ver con nuestra vida diaria, como ya te lo pudiste imaginar, abarcando desde nuestra vestimenta hasta la aspirina que nos quita el dolor de cabeza.

¿Te interesa saber más? Acompáñanos en la charla “¿Qué es, qué estudia y para qué nos sirve la Química Orgánica?” en la que el Dr. Omar, nos platicará de algunas moléculas que han cambiado al mundo gracias a su aislamiento o preparación para curar enfermedades y los descubrimientos representativos que han sido premiados con el Nobel en este campo.

Si conoces a alguien que esté por elegir carrera o simplemente le interesan cosas de química o de ciencia invítalo a la charla, puedes acceder el próximo martes 24 de noviembre en https://tardesdeciencia.my.webex.com/meet/sabadosenlaciencia o directamente en Facebook Live en @SabadosenlaCienciaXal  ¡a las 5 de la tarde!

No te lo pierdas.

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Gladis Yañez y Rodrigo López de Sábados en la Ciencia