INTRODUCCIÓN FÍSICA 

La física es la ciencia que estudia la Naturaleza en su sentido más amplio. La física es la ciencia básica que estudia el cosmos, es decir, el todo desde el punto de vista científico. Aunque, aparentemente, la física consiste en buscar o encontrar una matematización de la realidad observable, no es así. Lo que ocurre es que la matemática es el idioma en que se puede expresar con mayor precisión lo que se dice en física.

Desde un punto de vista aplicado, el campo de la física es mucho más amplio, ya que se utiliza, por ejemplo, en la explicación de la aparición de propiedades emergentes, más típicos de otras ciencias como Sociología y Biología. Esto hace que la física y sus métodos se pueda aplicar y utilizar en otros campos de la ciencia y se utilicen para cualquier tipo de investigación científica.

La física es una de las Ciencias Naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar explicación a los diferentes fenómenos de la naturaleza, que se presentan cotidianamente en nuestra vida diaria. Como por ejemplo, algo tan común para algunas personas como puede ser la lluvia, entre muchos otros

Definición de la Física

La Física es la ciencia dedicada al estudio de las fuerzas que se dan en la naturaleza, en el más amplio sentido de la búsqueda del conocimiento

También la fisica es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia, la energia y sus interacciones. La Física es la ciencia dedicada al estudio de los fenómenos naturales. Estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones.

Historia de la Física

Desde la más remota antigüedad las personas han tratado de comprender la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, los fenómenos climáticos, las propiedades de los materiales, etc. Las primeras explicaciones aparecieron en la Antigüedad y se basaban en consideraciones puramente filosóficas, sin verificarse experimentalmente. Algunas interpretaciones falsas, como la hecha por Ptolomeo en su famoso "Almagesto" - "La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros" - perduraron durante siglos.
La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua a través de la inclusión de la astronomía. En los últimos dos milenios, la física había sido considerada sinónimo de la filosofía, la química, y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVII surgió para convertirse en una ciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas como la física matemática y la química cuántica, los límites de la física siguen siendo difíciles de distinguir.

La revolución científica post-renacentista

Portadas de dos de las obras cumbres de laRevolución científica: El Sidereus Nuncius de Galileo Galileo y los Principia Mathematica de Isaac Newton.

En el Siglo XVI Galileo Galilei fue pionero en el uso de experiencias para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando instrumentos como el plano inclinado, descubrió la ley de la inercia de la dinámica, y con el uso de uno de los primeros telescopios observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor y las manchas solares del Sol. Estas observaciones demostraban el modelo heliocéntrico de Nicolás Copérnico y el hecho de que los cuerpos celestes no son perfectos. En la misma época, las observaciones de Tycho Brahe y los cálculos de Johannes Kepler permitieron establecer las leyes que gobiernan el movimiento de los planetas en el Sistema Solar.

En 1687 Isaac Newton publicó los Principios Matemáticos de la Naturaleza, una obra en la que se describen las leyes clásicas de la dinámica conocidas como: Leyes de Newton; y la ley de la gravitación universal de Newton. El primer grupo de leyes permitía explicar la dinámica de los cuerpos y hacer predicciones del movimiento y equilibrio de cuerpos, la segunda ley permitía demostrar las leyes de Kepler del movimiento de planetas y explicar la gravedad terrestre (de aquí el nombre de gravedad universal). En esta época se puso de manifiesto uno de los principios básicos de la física, las leyes de la física son las mismas en cualquier punto del Universo. El desarrollo por Newton y Leibniz del cálculo matemático proporcionó las herramientas matemáticas para el desarrollo de la física como ciencia capaz de realizar predicciones. En esta época desarrollaron sus trabajos físicos como Robert Hooke y Christian Huygens estudiando las propiedades básicas de la materia y de la luz.

A finales del siglo XVII la física comienza a influenciar el desarrollo tecnológico permitiendo a su vez un avance más rápido de la propia física. El desarrollo instrumental (telescopios, microscopios y otros instrumentos) y el desarrollo de experimentos cada vez más sofisticados permitieron obtener grandes éxitos como la medida de la masa de la Tierra en el experimento de la balanza de torsión. También aparecen las primeras sociedades científicas como la Royal Society en Londres en 1660 y la Académie des Sciencesen París en 1666 como instrumentos de comunicación e intercambio científico, teniendo en los primeros tiempos de ambas sociedades un papel preeminente las ciencias físicas.

Siglo XVIII: Termodinámica y óptica

A partir del Siglo XVIII Robert Boyle, Thomas Young y otros desarrollaron la termodinámica. En 1733 Daniel Bernoulli usó argumentos estadísticos, junto con la mecánica clásica, para extraer resultados de la termodinámica, iniciando la mecánica estadística. En 1798 Benjamin Thompson demostró la conversión del trabajo mecánico en calor y en 1847 James Prescott Joule formuló la ley de conservación de la energía.

En el campo de la óptica el siglo comenzó con la teoría corpuscular de la luz de Isaac Newton expuesta en su famosa obra Opticks. Aunque las leyes básicas de la óptica geométrica habían sido descubiertas algunas décadas antes el siglo XVIII fue rico en avances técnicos en este campo produciéndose las primeras lentes acromáticas, midiéndose por primera vez la velocidad de la luz y descubriendo la naturaleza espectral de la luz. El siglo concluyó con el célebre experimento de Young de 1801 en el que se ponía de manifiesto la interferencia de la luz demostrando la naturaleza ondulatoria de ésta.

El siglo XIX: Electromagnetismo y la estructura de la materia

La investigación física de la primera mitad del siglo XIX estuvo dominada por el estudio de los fenómenos de la electricidad y el magnetismo. Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday, Georg Simon Ohm y muchos otros físicos famosos estudiaron los fenómenos dispares y contraintuitivos que se asocian a este campo. En 1855 James Clerk Maxwell unificó las leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una sola teoría con un marco matemático común mostrando la naturaleza unida del electromagnetismo. Los trabajos de Maxwell en el electromagnetismo se consideran frecuentemente equiparables a los descubrimientos de Newton sobre la gravitación universal y se resumen con las conocidas, ecuaciones de Maxwell, un conjunto de cuatro ecuaciones capaz de predecir y explicar todos los fenómenos electromagnéticos clásicos. Una de las predicciones de esta teoría era que la luz es una onda electromagnética. Este descubrimiento de Maxwell proporcionaría la posibilidad del desarrollo de la radio unas décadas más tarde por Heinrich Rudolf Hertz en 1888.

En 1895 Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X, ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas. Casi simultáneamente, Henri Becquerel descubría la radioactividad en 1896. Este campo se desarrolló rápidamente con los trabajos posteriores de Pierre Curie, Marie Curie y muchos otros, dando comienzo a la física nuclear y al comienzo de la estructura microscópica de la materia. En 1897 Joseph John Thomson descubrió el electrón, la partícula elemental que transporta la corriente en los circuitos eléctricos proponiendo en 1904 un primer modelo simplificado del átomo.

El siglo XX: La segunda revolución de la física

El siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la física como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnológico. A principios de este siglo los físicos consideraban tener una visión cuasi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de la teoría de la relatividad y el comienzo de la mecánica cuántica.

Albert Einstein es considerado frecuentemente como el icono más popular de la ciencia en el Siglo XX.

En 1905 Albert Einstein formuló la teoría de la relatividad espacial, en la cual el espacio y el tiempo se unifican en una sola entidad, el espacio-tiempo. La relatividad formula ecuaciones diferentes para la transformación de movimientos cuando se observan desde distintos sistemas de referencia inerciales a aquellas dadas por la mecánica clásica. Ambas teorías coinciden a velocidades pequeñas en relación a la velocidad de la luz. En 1915 extendió la teoría espacial de la relatividad para explicar la gravedad, formulando la teoría general de la relatividad, la cual sustituye a la ley de la gravitación de Newton.

En 1911 Ernest Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. A los componentes de carga positiva de este núcleo se les llamó protones. Los neutrones, que también forman parte del núcleo pero no poseen carga eléctrica, los descubrió James Chadwick en 1932.

El modelo atómico de Bohr, una de las primeras bases de la mecánica cuántica.

En los primeros años del Siglo XX Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros desarrollaron la teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En esta teoría, los niveles posibles de energía pasan a ser discretos. En 1925 Werner Heisenberg y en 1926 Erwin Schrödinger y Paul Dirac formularon la mecánica cuántica, en la cual explican las teorías cuánticas precedentes. En la mecánica cuántica, los resultados de las medidas físicas son probabilidad|probabilísticos; la teoría cuántica describe el cálculo de estas probabilidades.

La mecánica cuántica suministró las herramientas teóricas para la física de la materia condensada, la cual estudia el comportamiento de los sólidos y los líquidos, incluyendo fenómenos tales como estructura cristalina, semiconductividad y superconductividad. Entre los pioneros de la física de la materia condensada se incluye Felix Bloch, el cual desarrolló una descripción mecano-cuántica del comportamiento de los electrones en las estructuras cristalinas (1928)

EDUCACIÓN FÍSICA

La educación física es la disciplina que abarca todo lo relacionado con el uso del cuerpo humano, que ayuda a la formación integral del ser humano. En su práctica se impulsan los movimientos creativos e intencionales, la manifestación de la corporeidad a través de procesos afectivos y cognitivos de orden superior. De igual manera, se promueve el disfrute de la movilización corporal y se fomenta la participación en actividades caracterizadas por cometidos motores. De la misma manera se procura la convivencia, la amistad y el disfrute, así como el aprecio de las actividades propias de la comunidad. ¹

Para el logro de estas metas se vale de ciertas fuentes y medios que, dependiendo de su enfoque, ha variado su concepción y énfasis con el tiempo. Sin embargo, lo que es incuestionable, son las aportaciones que la práctica de la educación física ofrece a la sociedad: contribuye al cuidado y preservación de la salud,² al fomento de la tolerancia y el respeto de los derechos humanos, la ocupación del tiempo libre, impulsa una vida activa en contra del sedentarismo, etc. Los medios utilizados son el juego motor, la iniciación deportiva, el deporte educativo, la recreación, etc. La tendencia actual en educación física es el desarrollo de Competencia que permitan la mejor adaptabilidad posible a situaciones cambiantes en el medio y la realidad.

De esta forma, la educación física pretende desarrollar las competencias siguientes: la integración de la corporeidad, la expresión y realización de desempeños motores sencillos y complejos, el dominio y control de la motricidad para plantear y solucionar problemas.³

Historia[editar]

En la prehistoria, el hombre practicaba el ejercicio físico para buscar seguridad, sobrevivir y saber cómo cazar los animales más fácilmente por medio del ejercicio, a través de la agilidad, fuerza, velocidad y energía. En Esparta, el fin de la educación física era formar hombres de acción. En Grecia se buscaba la combinación de hombre de acción con hombre sabio, programa educativo que más tarde se llamó Palestral. En cuanto a Roma, la educación física era muy parecida a la espartana, ya que el protagonista era el deportista. El primero en proponer ejercicios específicos para cada parte del cuerpo y utilizar el pulso como medio para detectar los efectos del ejercicio físico fue Galeno. Durante la época Visigoda, ya se practicaban deportes tales como: lucha, saltos, lanzamiento de jabalina y esgrima. La gimnasia moderna nació a principios del siglo XIX en Suiza y Alemania con deportes como: saltos, carreras, luchas al aire libre, natación, equilibrio, danza, esgrima, escalamiento y equitación. En Inglaterra nacieron el fútbol, el rugby, el cricket y los deportes típicos. A fines del siglo XIX nacen los deportes de velocidad, tales como el ciclismo y el automovilismo, los cuales combinan la habilidad física con la eficiencia mecánica. La educación física como hoy la entendemos, se originó a través de las actividades físicas que el hombre trató de sistematizar en la antigüedad para mejorar su condición física para la guerra.

A fines del siglo pasado las escuelas e institutos de formación de profesores de educación física alcanzaron un nivel universitario

 

Los riesgos de la actividad física en la salud de los jóvenes

Las finalidades de la educación y la educación física son similares, entre ellas se encuentran el desarrollo del individuo y la preparación para una vida con responsabilidades de acuerdo a las costumbres y pensamientos de cada institución. La formación de hábitos en la actividad física será de gran ayuda para el estudiante pues algunas investigaciones han demostrado que algunas enfermedades cardíacas aparecen durante los dos primeros años de edad y puede extenderse hasta los 19 años, la gravedad del asunto es que si los niños y jóvenes no mejoran sus hábitos podrían sufrir seguramente de presión alta u obesidad en la edad adulta.

Por otra parte, se hacen señalamientos sobre el riesgo del sedentarismo, se hizo un estudio donde se examinaron 5000 jóvenes de Estados Unidos donde el 70% tuvieron diferentes enfermedades en relación al corazón, 7% con niveles altos de colesterol y un 12% con obesidad. Es una gran problemática que requiere urgente atención; la realización de actividad física reduce la aparición de enfermedades crónicas, aumento de peso, enfermedades causadas por el estrés, entre otras.

Los jóvenes pasan la mayor parte de su tiempo en planteles educativos donde no practican mucha actividad física, por ende, se hace necesario la creación de un programa de educación física escolar.

La educación además de favorecer el conocimiento y la teoría también debe favorecer el crecimiento integro de los educandos, para ello debe brindar mayor importancia a la educación en valores que dignifique a los estudiantes como personas.

Importancia del ejercicio y desarrollo físico en edades escolares[editar]

La actividad física genera muchos beneficios para mantener una vida saludable como lo es la regulación de peso corporal evitando la obesidad, previene enfermedades degenerativas y gastrovasculares

Educación física y salud[editar]

Uno de los principales propósitos generales de la educación física es lograr en aquellos que la practican el hábito, la adquisición de un estilo de vida activo y saludable. La Organización Mundial de la Salud (OMS), en la Carta de Ottawa (1986), considera los estilos de vida saludables como componentes importantes de intervención para promover la salud en el marco de la vida cotidiana, en los centros de enseñanza, de trabajo y de recreo. Pretende que toda persona tenga cuidados consigo mismo y hacia los demás, la capacidad de tomar decisiones, de controlar su vida propia y asegurar que la sociedad ofrezca a todos la posibilidad de gozar de un buen estado de salud. Para impulsar la salud, la educación física tiene como propósitos fundamentales: ofrecer una base sólida para la práctica de la actividad física durante toda la vida, desarrollar y fomentar la salud y bienestar de los estudiantes, para ofrecer un espacio para el ocio y la convivencia social y ayudar a prevenir y reducir los problemas de salud que puedan producirse en el futuro..

La educación aporta grandes potenciales para que la población escolar cambie malos hábitos por hábitos saludables fortaleciendo también los valores sobre la salud, los derechos y obligaciones. Si los jóvenes adoptan hábitos de vida saludables traerá beneficios en las habilidades motoras y cognitivas, también para las relaciones personales y con los demás obteniendo bienestar físico y psicológico.

A medida que los entes educativos fortalecen programas de Educación física, están fortaleciendo también valores que contribuyen al desarrollo integral de cada persona, de esta forma la actividad física tomaría un lugar de gran importancia dentro del campo escolar.

Enseñanza del deporte y educación física¹⁰ [editar]

Cuando nos referíamos a educación física las clases se deben enfocar a tres aspectos lo corporal, deportivo y recreativo estos a su vez pueden tener un enfoque competitivo, profesional o puede de igual manera formar parte de un hobby de la persona.

En otro aspecto vemos que el deporte ha evolucionado y ha tomado mayor importancia con el paso de los años un buen ejemplo es el fútbol a nivel nacional e internacional, otra son las competiciones

donde se ponen a prueba distintos elementos físicos como la resistencia física, la flexibilidad, la fuerza y la velocidad.

En estos casos el entrenamiento físico debe ser moderado ya que como bien sabemos todo en exceso es malo y una persona obsesionada por el triunfo o por mejorar su estado físico en tan poco tiempo puede sobrepasar sus límites físicos y estos a su vez complicaciones médicas, en otros casos a nivel psicológico vemos un sentimiento de soledad y ajustamiento.

Pero en cuanto a educación física en instituciones educativas se implementa para mejorar el desarrollo integral del estudiante, la necesidad del cuerpo al movimiento físico y como proceso de evolución y de adaptación del mismo a la sociedad. El movimiento físico regular lleva al estudiante al desarrollo de capacidades neuro -cerebrales, a tener un mejor estado de salud en general, a tener mejor capacidad cognitiva, a tener mayor enfoque visual y reflejos en su entorno, pero bien este proceso debe empezar desde una edad temprana hasta la básica secundaria que es donde se tiene la última oportunidad de una educación física guiada donde se imponen pautas básicas de movimiento físico y la incentivación a que el alumno la practique fuera de las instalaciones

QUÍMICA 

Química

Doble hélice de la molécula deADN.

Representación de un átomo dehelio en el antiguo modelo atómico de Rutherford.

La química (palabra que podría provenir de los términos griegos χημία o χημεία, quemia y quemeia respectivamente)¹ es la ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía.² Linus Pauling la define como la ciencia que estudia las sustancias, su estructura (tipos y formas de acomodo de los átomos), sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias en referencia con el tiempo.³

La química moderna se desarrolló a partir de la alquimia, una práctica protocientífica de carácter filosófico, que combinaba elementos de la química, la metalurgia, la física, la medicina, la biología, entre otras ciencias y artes. Esta fase termina al ocurrir la llamada Revolución de la química, basada en la ley de conservación de la materia y la teoría de la combustión por oxígeno postuladas por el científico francés Antoine Lavoisier.⁴

Las disciplinas de la química se agrupan según la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre éstas se encuentran la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que estudia la materia orgánica; la bioquímica, que estudia las substancias existentes en organismos biológicos; la bioquímica que comprende los aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas microscópicas, moleculares y atómicas, y la química analítica, que analiza muestras de materia y trata de entender su composición y estructura

DEFINICIN 

La definición de química ha cambiado a través del tiempo a medida que nuevos descubrimientos se han añadido a la funcionalidad de esta ciencia. El término «química», a vista del reconocido científico Robert Boyle, en 1661, se trataba del área que estudiaba los principios de los cuerpos mezclados.¹⁰

En 1663, química se definía como un arte científico por el cual se aprende a disolver cuerpos, obtener de ellos las diferentes sustancias de su composición, y como unirlos después para alcanzar un nivel mayor de perfección. Esto según el químico Christopher Glaser.¹¹

La definición de 1730 para la palabra química, usada por Georg Stahl, era el arte de entender el funcionamiento de las mezclas, compuestos, o cuerpos hasta sus principios básicos; y luego volver a componer esos cuerpos a partir de esos mismos principios.¹²

En 1837, Jean-Baptiste Dumas, consideró la palabra química para referirse a la ciencia que se preocupaba de las leyes y efectos de las fuerzas moleculares.¹³ Esta definición luego evolucionaría hasta que, en 1947, se le denominó la ciencia que se preocupaba de las sustancias: su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras substancias (caracterización dada por Linus Pauling).¹⁴

Más recientemente, en 1988, la definición de química fue ampliada para ser «el estudio de la materia y los cambios que implica», esto, en palabras del profesor Raymond Chang.

Introducción[editar]

La ubicuidad de la química en las ciencias naturales hace que sea considerada una de las ciencias básicas. La química es de gran importancia en muchos campos del conocimiento, como la ciencia de materiales, la biología, la farmacia, la medicina, la geología, la ingeniería y la astronomía, entre otros.

Los procesos naturales estudiados por la química involucran partículas fundamentales (electrones, protones y neutrones), partículas compuestas (núcleos atómicos, átomos ymoléculas) o estructuras microscópicas como cristales y superficies.

Desde el punto de vista microscópico, las partículas involucradas en una reacción química pueden considerarse un sistema cerrado que intercambia energía con su entorno. En procesos exotérmicos, el sistema libera energía a su entorno, mientras que un proceso endotérmico solamente puede ocurrir cuando el entorno aporta energía al sistema que reacciona. En la mayor parte de las reacciones químicas hay flujo de energía entre el sistema y su campo de influencia, por lo cual puede extenderse la definición de reacción química e involucrar la energía cinética (calor) como un reactivo o producto.

Aunque hay una gran variedad de ramas de la química, las principales divisiones son:

• Bioquímica, constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la aparición de nuevas formas de alergias, el aumento del cáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad, etc.
• Fisicoquímica, establece y desarrolla los principios físicos fundamentales detrás de las propiedades y el comportamiento de los sistemas químicos.^16 17
• Química analítica, (del griego ἀναλύω) es la rama de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos de laboratorio. Se divide en química analítica cuantitativa y química analítica cualitativa.
• Química inorgánica, se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.
• Química orgánica o química del carbono, es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Friedrich Wöhler y Archibald Scott Couper son conocidos como los padres de la química orgánica

Química como ciencia[editar]

Robert Boyle

Bajo la influencia de los nuevos métodos empíricos propuestos por sir Francis Bacon, Robert Boyle, Robert Hooke, John Mayow, entre otros, comenzaron a remodelarse las viejas tradiciones acientíficas en una disciplina científica. Boyle, en particular, es considerado como el padre fundador de la química debido a su trabajo más importante, «El Químico Escéptico» donde se hace la diferenciación entre las pretensiones subjetivas de la alquimia y los descubrimientos científicos empíricos de la nueva química.²⁴ Él formuló la ley de Boyle, rechazó los «cuatro elementos» y propuso una alternativa mecánica de los átomos y las reacciones químicas las cuales podrían ser objeto de experimentación rigurosa, demostrándose o siendo rebatidas de manera científica.²⁵

La teoría del flogisto (una substancia que, suponían, producía toda combustión) fue propuesta por el alemán Georg Ernst Stahl en el siglo XVIII y solo fue rebatida hacia finales de siglo por el químico francés Antoine Lavoisier, quien dilucidó el principio de conservación de la masa y desarrolló un nuevo sistema de nomenclatura química utilizada para el día de hoy.²⁶

Antes del trabajo de Lavoisier, sin embargo, se han hecho muchos descubrimientos importantes, particularmente en lo que se refiere a lo relacionado con la naturaleza de "aire", que se descubrió, que se compone de muchos gases diferentes. El químico escocés Joseph Black (el primer químico experimental) y el holandés J. B. van Helmont descubrieron dióxido de carbono, o lo que Black llamaba "aire fijo" en 1754; Henry Cavendish descubre el hidrógeno y dilucida sus propiedades. Finalmente, Joseph Priestley e, independientemente, Carl Wilhelm Scheele aíslan oxígeno puro

Principios de la química moderna[editar]

El actual modelo de la estructura atómica es el modelo mecánico cuántico.³¹ La química tradicional comenzó con el estudio de las partículas elementales: átomos, moléculas,³²sustancias, metales, cristales y otros agregados de la materia. La materia podía ser estudiada en estados líquido, de gas o sólidos, ya sea de manera aislada o en combinación. Las interacciones, reacciones y transformaciones que se estudian en química son generalmente el resultado de las interacciones entre átomos, dando lugar a recordenamientos de los enlaces químicos que los mantienen unidos a otros átomos. Tales comportamientos son estudiados en un laboratorio de química.

En el laboratorio de química se suelen utilizar diversos útiles de cristalería. Sin embargo, la cristalería no es fundamental en la experimentación química ya que gran cantidad de experimentación científica (así sea en química aplicada o industrial) se realiza sin ella.

Una reacción química es la transformación de algunas sustancias en una o más sustancias diferentes.³³ La base de tal transformación química es la reordenación de los electrones en los enlaces químicos entre los átomos. Se puede representar simbólicamente como una ecuación química, que por lo general implica átomos como la partícula central. El número de átomos a la izquierda y la derecha en la ecuación para una transformación química debe ser igual (cuando es desigual, la transformación, por definición, no es química, sino más bien una reacción nuclear o la desintegración radiactiva). El tipo de reacciones químicas que una sustancia puede experimentar y los cambios de energía que pueden acompañarla, son determinados por ciertas reglas básicas, conocidas como leyes químicas.

Las consideraciones energéticas y de entropía son variables importantes en casi todos los estudios químicos. Las sustancias químicas se clasifican sobre la base de su estructura, estado y composiciones químicas. Estas pueden ser analizadas usando herramientas del análisis químico, como por ejemplo, la espectroscopia y cromatografía. Los científicos dedicados a la investigación química se les suele llamar «químicos».³⁴ La mayoría de los químicos se especializan en una o más áreas subdisciplinas. Varios conceptos son esenciales para el estudio de la química, y algunos de ellos son.

Materia[editar]

En química, la materia se define como cualquier cosa que tenga masa en reposo, volumen y se componga de partículas. Las partículas que componen la materia también poseen masa en reposo, sin embargo, no todas las partículas tienen masa en reposo, un ejemplo es el fotón. La materia puede ser una sustancia química pura o una mezcla de sustancias.³⁶

Átomos[editar]

El átomo es la unidad básica de la química. Se compone de un núcleo denso llamado núcleo atómico, el cual es rodeado por un espacio denominado «nube de electrones». El núcleo se compone de protones cargados positivamente y neutrones sin carga (ambos denominados nucleones). La nube de electrones son electrones que giran alrededor del núcleo cargados negativamente.

En un átomo neutro, los electrones cargados negativamente equilibran la carga positiva de los protones. El núcleo es denso; La masa de un nucleón es 1836 veces mayor que la de un electrón, sin embargo, el radio de un átomo es aproximadamente 10 000 veces mayor que la de su núcleo^37 38

El átomo es la entidad más pequeña que se debe considerar para conservar las propiedades químicas del elemento, tales como la electronegatividad, el potencial de ionización, los estados de oxidación preferidos, los números de coordinación y los tipos de enlaces que un átomo prefiere formar (metálicos, iónicos, covalentes, etc.).

Elemento[editar]

Un elemento químico es una sustancia pura que se compone de un solo tipo de átomo, caracterizado por su número particular de protones en los núcleos de sus átomos, número conocido como «número atómico» y que es representado por el símbolo Z. El número másico es la suma del número de protones y neutrones en el núcleo. Aunque todos los núcleos de todos los átomos que pertenecen a un elemento tengan el mismo número atómico, no necesariamente deben tener el mismo número másico; átomos de un elemento que tienen diferentes números de masa se conocen como isótopos. Por ejemplo, todos los átomos con 6 protones en sus núcleos son átomos de carbono, pero los átomos de carbono pueden tener números másicos de 12 o 13.³⁹

La presentación estándar de los elementos químicos está en la tabla periódica, la cual ordena los elementos por número atómico. La tabla periódica se organiza en grupos (también llamados columnas) y períodos (o filas). La tabla periódica es útil para identificar tendencias periódicas.⁴⁰

Compuesto[editar]

Un compuesto es una sustancia química pura compuesta de más de un elemento. Las propiedades de un compuesto tienen poca similitud con las de sus elementos.⁴¹ La nomenclatura estándar de los compuestos es fijado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Los compuestos orgánicos se nombran según el sistema de nomenclatura orgánica.⁴² Los compuestos inorgánicos se nombran según el sistema de nomenclatura inorgánica.⁴³ Además, el Servicio de Resúmenes Químicos ha ideado un método para nombrar sustancias químicas. En este esquema cada sustancia química es identificable por un número conocido como número de registro CAS