sábado, 23 de noviembre de 2013

La química como ciencia

El filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaban formadas por cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego. Paralelamente discurría otra corriente, el atomismo, que postulaba que la materia estaba formada de átomos, partículas indivisibles que se podían considerar la unidad mínima de materia. Esta teoría, propuesta por el filósofo griego Leucipo de Mileto y su discípulo Demócrito de Abdera, no fue popular en la cultura occidental dado el peso de las obras de Aristóteles en Europa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio) y la idea se mantuvo hasta el principio de la edad moderna.
Entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C. la química estuvo dominada por la alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la búsqueda de la piedra filosofal, un método hipotético capaz de transformar los metales enoro. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos. De este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura química experimental.
La iatroquímica fue una tendencia médica de vanguardia entre los siglos XVI y XVII. Su fundador fue Paracelso, un polémico científico y alquimista suizo.Ha quedado obsoleta, aunque se la puede considerar como la precursora de la farmacologíamoderna y de la bioquímica.
La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y refinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que no podía descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de combustión.

Desarrollo de la teoría atómica

Comienza con la teoría de Leucipo y Demócrito, antiguos filósofos griegos, quienes dieron la palabra átomo (a = sin; tomo = división) a todas aquellas partículas que forman parte de la materia.
La teoría es retomada luego por John Dalton, quien postulaba que los átomos eran partículas indivisibles, a partir de lo cual estableció supuestos de laestequiometría, como la ley de las proporciones múltiples.
A lo largo del siglo XIX la química estaba dividida entre los seguidores de la teoría atómica y aquellos que no, como Wilhelm Ostwald y Ernst Mach. Los impulsores más decididos de la teoría atómica eran Amedeo Avogadro, Ludwig Boltzmann y otros que consiguieron grandes avances en la comprensión del comportamiento de los gases. La disputa fue finalizada con la explicación del efecto Browniano por Albert Einstein en 1905 y por los experimentos de Jean Perrin al respecto.
Muchos fueron los investigadores que trabajaron bajo la hipótesis atómica, antes de resolver la disputa. Svante Arrheniushabía investigado la estructura interna de los átomos proponiendo su teoría de la ionización. Su trabajo fue seguido porErnest Rutherford quien abrió las puertas al desarrollo de los primeros modelos de átomos que desembocarían en el modelo atómico de Niels Bohr. En la actualidad el estudio de la estructura del átomo se considera una rama de la física y no de la química.

El vitalismo y el comienzo de la química orgánica

Después de que se comprendieran los principios de la combustión, otro debate de gran importancia se apoderó de la química: el vitalismo y la distinción esencial entre la materia orgánica e inorgánica. Esta teoría asumía que la materia orgánica sólo puede ser producida por los seres vivos, atribuyendo este hecho a una vis vitalis inherente a la propia vida. Base de esta asunción era la dificultad de obtener materia orgánica a partir de precursores inorgánicos. Este debate fue revolucionado cuando Friedrich Wöhler descubrió accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir decianato de amonio, mostrando que la materia orgánica podía crearse de manera química. Sin embargo, todavía se mantiene vigente la clasificación en química orgánica e inorgánica, ocupándose la primera esencialmente de los compuestos del carbono y la segunda de los compuestos de los demás elementos.
El motor para el desarrollo de la química orgánica -en un principio-, fue la curiosidad sobre los productos presentes en los seres vivos (con la esperanza de encontrar nuevos fármacos) y la síntesis de los colorantes o tintes. Luego, fue el descubrimiento de la anilina por Runge y la primera síntesis de un colorante artificial por Perkin.
Al poco tiempo, se añadieron los nuevos materiales como los plásticos, los adhesivos, los cristales líquidos, losfitosanitarios, etc.
Hasta la Segunda Guerra Mundial la principal materia prima de la industria química orgánica era el carbón, dada la gran importancia de Europa en el desarrollo de esta parte de la ciencia y el hecho que en Europa no hay grandes yacimientos de alternativa, como el petróleo. Con el final de la Segunda Guerra Mundial y el creciente peso de los Estados Unidos en el sector químico, la química orgánica clásica se convierte cada vez más en la petroquímica que se conoce hoy. Una de las principales razones es la mayor facilidad de transformación y la gran variedad de productos de partida encontradas en el petróleo.

La tabla periódica y el descubrimiento de los elementos químicos


En 1860 los científicos ya habían descubierto más de 60 elementos diferentes y habían determinado su masa atómica. Notaron que algunos elementos tenían propiedades químicas similares por lo cual le dieron un nombre a cada grupo de elementos parecidos. En 1829 el químico J.W. Döbereiner organizó un sistema de clasificación de elementos en el que estos se concentraban en grupos de tres denominados tríadas. Las propiedades químicas de los elementos de una tríada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. Algo más tarde, el químico ruso Dmitri Ivanovich Mendeléyev desarrolló una tabla periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas. Colocó los elementos en columnas verticales empezando por los más livianos, cuando llegaba a un elemento que tenía propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra columna. Al poco tiempo Mendeléyev perfeccionó su tabla acomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento. El gran parecido del germanio con el elemento previsto por Mendeléyev consiguió finalmente la aceptación general de este sistema ordenado que aún hoy se sigue aplicando.
Sin embargo, la tabla de Mendeléyev no era del todo correcta. Después del descubrimiento de varios elementos nuevos y de que las masas atómicas podían determinarse con mayor exactitud, se hizo evidente que varios elementos no estaban en el orden correcto. La causa de este problema la determinó el químico inglés Henry Moseley quién descubrió que los átomos de cada elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de protones igual al número atómico del átomo. La organización que hizo Moseley de los elementos por número atómico generó un claro patrón periódico de propiedades.


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