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LA QUIMICA Y SU IMPORTANCIA

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En química y física, la teoría atómica es una teoría científica sobre la naturaleza de la materia que sostiene que está compuesta de unidades discretas llamadas átomos. Empezó como concepto filosófico en la Antigua Grecia y logró ampliar aceptación científica a principios del siglo xix cuando los descubrimientos en el campo de la química demostraron que la materia realmente se comportaba como si estuviese hecha de átomosYa que se descubrió que los átomos podían dividirse, los físicos inventaron el término «partículas elementales» para describir las partes "indivisibles", aunque no indestructibles, de un átomo. El campo de ciencia que estudia las partículas subatómicas es la física de partículas y es en este campo donde los físicos esperan descubrir la auténtica naturaleza fundamental de la materia. Berryman, Sylvia: «Ancient Atomism.»

La mecánica cuántica es la rama de la física que estudia la naturaleza a escalas espaciales pequeñas, los sistemas atómicos, subatómicos, sus interacciones con la radiación electromagnética y otras fuerzas, en términos de cantidades observables. Se basa en la observación de que todas las formas de energía se liberan en unidades discretas o paquetes llamados cuantos. Las partículas con esta propiedad pueden pertenecer a dos tipos distintos: fermiones o bosones. Algunos de estos últimos están ligados a una interacción fundamental (por ejemplo, el fotón pertenece a la electromagnética). Sorprendentemente, la teoría cuántica solo permite normalmente cálculos probabilísticos o estadísticos de las características observadas de las partículas elementales, entendidos en términos de funciones de onda. La ecuación de Schrödinger desempeña, en la mecánica cuántica, el papel que las leyes de Newton y la conservación de la energía desempeñan en la mecánica clásica. Es decir, la predicción del comportamiento futuro de un sistema dinámico y es una ecuación de onda en términos de una función de onda la que predice analíticamente la probabilidad precisa de los eventos o resultados

La estructura de Lewis,1​ también llamada diagrama de punto y raya diagonal, modelo de Lewis, diagrama de valencia, diagrama de Lewis o regla de octeto es una representación gráfica que muestra los pares de electrones en guiones o puntos de enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir.2​ Son representaciones bidimensionales sencillas de la conectividad de los átomos en las moléculas; así como de la posición de los electrones enlazantes y no enlazantes. En esta fórmula se muestran enlaces químicos dentro de la molécula, ya sea explícitamente o implícitamente indicando la ordenación de los átomos en el espacio. Esta representación se usa para saber la cantidad de electrones de valencia que puedan existir en un elemento que interactúan con otros o entre su misma especie, formando enlaces ya sea simples, dobles, o triples los cuales se encuentran íntimamente relacionados con la geometría molecular. En las estructuras de Lewis se arreglan los átomos de manera que tengan una configuración de gas noble (ocho electrones para los elementos del segundo período de la tabla periódica específicamente para los pertenecientes a los grupos principales y un par de electrones para el hidrógeno).3​4​ Muestran los diferentes átomos usando su símbolo químico y líneas que se trazan entre los átomos que se unen entre sí. En ocasiones, para representar cada enlace, se usan pares de puntos en vez de líneas. Los electrones no enlazantes o par solitario de electrones (los que no participan en los enlaces) se representan mediante una línea o con un par de puntos, y deben colocarse siempre alrededor de los átomos a los que pertenece.

El átomo es la unidad fundamental de los elementos químicos. Consiste en un núcleo que contiene protones cargados positivamente y neutrones sin carga.​ Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son microscópicos; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).​ No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanosA pesar de que átomo significa ‘indivisible’, en realidad está formado por varias partículas subatómicas. El átomo contiene protones, neutrones y electrones, con la excepción del átomo de hidrógeno-1, que no contiene neutrones, y del catión hidrógeno o hidrón, que no contiene electrones. Los protones y neutrones del átomo se denominan nucleones, por formar parte del núcleo atómico. Marx, Karl (18 de enero de 2021). Diferencia entre la filosofía de la naturaleza de Demócrito y la de Epicuro.

En química, un enlace es el proceso químico generado por las interacciones atractivas entre átomos y moléculas,​ y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. La explicación de tales fuerzas atractivas es un área compleja que está descrita por las leyes de la química cuántica.En la visión simplificada del denominado enlace covalente, uno o más electrones (frecuentemente un par de electrones) son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Ahí, los electrones negativamente cargados son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de solo su propio núcleo. Esto vence a la repulsión entre los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción tan grande mantiene a los dos núcleos en una configuración de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En resumen, el enlace covalente involucra la compartición de electrones en los que los núcleos positivamente cargados de dos o más átomos atraen simultáneamente a los electrones negativamente cargados que están siendo compartidos. En un enlace covalente polar, uno o más electrones son compartidos inequitativamente entre dos núcleos.

Estos enlaces químicos son fuerzas intramoleculares, que mantienen a los átomos unidos en las moléculas. En la visión simplista del enlace localizado, el número de electrones que participan en un enlace (o están localizados en un orbital enlazante), es típicamente un número par de dos, cuatro, o seis, respectivamente. Los números pares son comunes porque las moléculas suelen tener estados energéticos más bajos si los electrones están apareados. Teorías de enlace sustancialmente más avanzadas han mostrado que la fuerza de enlace no es siempre un número entero, dependiendo de la distribución de los electrones a cada átomo involucrado en un enlace. Por ejemplo, los átomos de carbono en el benceno están conectados a los vecinos inmediatos con una fuerza aproximada de 1.5, y los dos átomos en el óxido nítrico no están conectados con aproximadamente 2.5. El enlace cuádruple también son bien conocidos. El tipo de enlace fuerte depende de la diferencia en electronegatividad y la distribución de los orbitales electrónicos disponibles a los átomos que se enlazan. A mayor diferencia en electronegatividad, con mayor fuerza será un electrón atraído a un átomo particular involucrado en el enlace, y más propiedades «iónicas» tendrá el enlace («iónico» significa que los electrones del enlace están compartidos inequitativamente), estos enlaces son frecuentes entre átomos que se ubican a la izquierda de la tabla periódica (baja electronegatividad) y átomos que se encuentran a la derecha de la tabla periódica (más electronegativos), porque permite la transferencia de electrones de valencia produciendo iones. A menor diferencia de electronegatividad, mayores propiedades covalentes (compartición completa) de la ligazón, generalmente entre átomos vecinos de la tabla periódica.

El modelo atómico de Bohr1​ es un modelo clásico del átomo, fue el primer modelo atómico en el que se propone que los electrones sólo podían ocupar órbitas específicas, llamadas órbitas estables. Dado que la cuantización del momento es introducida en forma adecuada, el modelo puede considerarse transaccional en cuanto a que se ubica entre la mecánica clásica y la cuántica. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr,2​ para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además, el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein. En 1913 Niels Bohr desarrolló un nuevo modelo del átomo. Propuso que los electrones están dispuestos en órbitas circulares concéntricas alrededor del núcleo. Figueroa Martínez, Jorge Enrique (1 de enero de 2007). Física moderna

segun linus pauling (1901-1994)La química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, incluyendo su relación con la energía y también los cambios que pueden darse en ella a través de las llamadas reacciones. Es la ciencia que estudia las sustancias y las partículas que las componen, así como las distintas dinámicas que entre éstas pueden darseChang et al. (2004) consideran a la química como ciencia central, dada su propia naturaleza que permite una comprensión importante del mundo y su funcionamiento desde una perspectiva molecular. Esta centralidad obliga a considerar las distintas relaciones disciplinares de la química, sean estas en dimensiones multi, inter o transdisciplinares. Para Whitten (1998) la química estudia la materia en cuanto a descripción, propiedades físicas y químicas, transformaciones químicas o físicas que sufre y los cambios energéticos que pueden acompañar a las mismas

En base a lo que comenta Natalia Salazar (2013)La química para ingenieros va más allá de un sin número de ecuaciones y estructuras complejas; a diario estamos en contacto con un fenómeno químico que nos involucra a todos los seres humanos como lo es la respiración; por otro lado, y en un contexto no muy alentador referenciamos la contaminación ambiental a través de fenómenos como la polución generada no sólo por los autos sino también por procesos industrialesDentro de la ingeniería, la química es primordial por su amplio conocimiento de lamateria y las reacciones químicas, esto se debe por que en ocasiones senecesitan materiales específicos que actualmente los conocemos como“materiales sobre pedidos” por su complejidad y que normalmente se encarganprofesionales para desarrollar dicho material; esto sucede porque existe algún tipode demanda para cubrir alguna demanda por la sociedad un ejemplo pueden serlas bolsas de plásticos que se fabrican por expertos del tema y cumplen condistintos usos cotidianos que nosotros le damos; para esto, los ingenieros tieneque encargarse del aprovechamiento de los materiales y darles el uso adecuado,ya que los ingenieros “con su ingenio, son capaces de aprovechar al máximo lascaracterísticas y las propiedades de un material particular”. Para esto el ingenierodebe tener una educación integral en conocimientos de los principios básicos delas ciencias exactas, entre estas ciencias se encuentran la Química; esto paratener una idea de los factores que pueden intervenir para desarrollar una ideas,tomando en cuenta los cambios que puede suceder en la naturaleza, en losprocesos industriales y en eventos de la vida diaria; esto también aportandoconocimientos que explican los diferentes fenómenos y el desarrollo deherramientas y métodos que benefician a la sociedad

En física y química se observan sustancias que, para cualquier sustancia o mezcla, modificando su temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.1Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes; los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, llamados fases sólida, líquida, gaseosa​ y plasmática.​ También son posibles otros estados que no se producen de forma natural en nuestro entorno, por ejemplo: condensado de Bose-Einstein,​ condensado fermiónico y estrellas de neutrones. Se cree que también son posibles otros, como el plasma de quarks-gluones. El término «fase» se utiliza a veces como sinónimo de estado de la materia, pero un sistema puede contener varias fases «inmiscibles» del mismo estado de la materia.D.L. Goodstein (1985). States of Matter. Dover Phoenix

En física, masa (del latín massa) es una magnitud que expresa la cantidad de materia de un cuerpo, medida por la inercia de este, que determina la aceleración producida por una fuerza que actúa sobre él.65​ Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg).66​ Materia no‑másica Una gran parte de la energía del universo corresponde a formas de materia formada por partículas o campos que no presentan masa, como la luz y la radiación electromagnética, las dos formada por fotones. Junto con estas partículas no másicas, se postula la existencia de otras partículas como el gravitón, el fotino y el gravitino, que serían todas ellas partículas sin masa aunque contribuyen a la energía total del universo. Materia másica Artículo principal: Materia (física) La materia másica está organizada en varios niveles y subniveles. La materia másica puede ser estudiada desde los puntos de vista macroscópico y microscópico. Según el nivel de descripción adoptado debemos adoptar descripciones clásicas o descripciones cuánticas. Una parte de la materia másica, concretamente la que compone los astros subenfriados y las estrellas, está constituida por moléculas, átomos, e iones. Cuando las condiciones de temperatura lo permite la materia se encuentra condensada

La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) ha recomendado una serie de reglas aplicables a la nomenclatura química de los compuestos inorgánicos, conocidas comúnmente como El libro rojo.​ Cualquier compuesto debería tener un nombre del que pueda extraerse una fórmula química sin ambigüedad para su forma química del desarrollo. En español, puede consultarse el "Resumen de las normas IUPAC 2005 de nomenclatura de química inorgánica para su uso en enseñanza secundaria y recomendaciones didácticas" de la RSEQ (Real Sociedad Española de Química). También existe una nomenclatura IUPAC para la química orgánica. Los compuestos orgánicos son los que contienen carbono, comúnmente enlazados con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, boro, fósforo y algunos halógenos. El resto de los compuestos se clasifican como compuestos inorgánicos, y los más comunes son los minerales. Estos se nombran según las reglas establecidas por la IUPAC.Los compuestos inorgánicos se clasifican según la función química que contengan y por el número de elementos químicos que los forman, con reglas de nomenclatura particulares para cada grupo. Una función química es la tendencia de una sustancia a reaccionar de manera semejante en presencia de otra. Por ejemplo, los compuestos ácidos tienen propiedades químicas características de la función química, debido a que todos ellos tienen el ion hidrógeno y a que dona H+, y las bases tienen propiedades características de este grupo debido al ion OH-1 presente en estas moléculas, que recibe electrones. Las principales funciones químicas son: óxidos, bases, ácidos y sales.

En química, el número másico o número de masa es la suma del número de protones y el número de neutrones del núcleo de un átomo. Se simboliza con la letra A (el uso de esta letra proviene de alemán Atomgewicht, que quiere decir peso atómico, aunque sean conceptos distintos que no deben confundirse). Suele ser mayor que el número atómico, dado que los neutrones del núcleo proporcionan a este la cohesión necesaria para superar la repulsión entre los protones.En física y química, el número atómico (o también, número de carga nuclear)1​ de un elemento químico es el número total de protones que tiene cada átomo de dicho elemento. El símbolo convencional y su representación "Z" proviene de la palabra alemana Atomzahl (número atómico).2​3​ Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los átomos del elemento hidrógeno tienen un protón y su Z=1, los de helio tienen dos protones y Z=2, los de litio tres protones y Z=3.

Los electrones de valencia son los electrones que se encuentran en el nivel principal de energía (n) más alto del átomo, siendo estos los responsables de la interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma. Los electrones en los niveles de energía externos son aquellos que serán utilizados en la formación de compuestos y a los cuales se les denomina como electrones de valencia. Estos electrones son los que presentan la facilidad de formar enlaces.​ Estos enlaces pueden darse de diferente manera, ya sea por intercambio de estos electrones, por compartición de pares entre los átomos en cuestión o por el tipo de interacción que se presenta en el enlace metálico, que consiste en un "traslape" de bandas. Según sea el número de estos electrones, será el número de enlaces que puede formar cada átomo con otro u otros.La valencia de un elemento es el número de electrones que necesita o que le sobra para tener completo su último nivel. La valencia de los gases nobles, por tanto, será cero, ya que tienen completo el último nivel. En el caso del sodio, la valencia es , ya que tiene un solo electrón de valencia, si pierde un electrón se queda con el último nivel completo.

La electronegatividad es una medida de la capacidad de un átomo de atraer hacia sí mismo los electrones que comparte. En la tabla periódica, la electronegatividad generalmente aumenta a medida que te mueves de izquierda a derecha dentro de un periodo y disminuye conforme bajas dentro de un grupo. Como resultado, los elementos más electronegativos están en la parte superior derecha de la tabla periódica, mientras que los elementos menos electronegativos están en la parte inferior izquierda.La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en un periodo y disminuye de arriba hacia abajo en un grupo. La diferencia de electronegatividad influye en el tipo de enlace químico. En forma aproximada para dos átomos enlazados con una diferencia de electronegatividad mayor de 1.7 se produce un enlace iónico Creado por Sal Khan

En la física clásica y la química general, la materia se define como todo aquello que posee una masa, ocupa un volumen y es capaz de interactuar gravitatoriamente1​ Todos los objetos cotidianos que se pueden tocar están compuestos, en última instancia, de átomos, que a su vez están formados por partículas subatómicas que interactúan entre sí. Tanto en el uso cotidiano como en el científico, «materia» incluye generalmente los átomos y todo lo que esté formado por ellos, así como cualquier partícula (o combinación de partículas) que actúe como si tuviera masa en reposo y volumen. Sin embargo, en el uso moderno se considera materia (en oposición al espacio-tiempo) a cualquier campo cuántico, formado por partículas másicas o no-másicas como los fotones2​: 21 3​ que pueden interactuar con otras formas de materia, y con los detectores e instrumentos físicos usados para su medición. Para algunos físicos cualquier tipo de entidad física capaz de interaccionar gravitatoriamente es materia, en esa acepción la materia incluiría a los fotones e incluso a la materia oscura.segun la universidad de valencia (2022)

Un elemento, en química, es un tipo de Materia formada por átomos de la misma categoría. Los átomos que lo constituyen, poseen un número determinado de protones en su núcleo​ haciéndolo pertenecer a una categoría única clasificada por su número atómico, aún cuando este pueda desplegar distintas masas atómicas. Un átomo es aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples. Pueden existir dos átomos de un mismo elemento con características distintas y, en el caso de que estos posean número másico distinto, pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como uno de sus isótopos. También es importante diferenciar entre los «elementos químicos» de una sustancia simple. Los elementos se encuentran en la tabla periódica de los elementos.Algunos elementos se han encontrado en la naturaleza y otros obtenidos de manera artificial, formando parte de sustancias simples o de compuestos químicos. Otros han sido creados artificialmente en los aceleradores de partículas o en reactores atómicos. Estos últimos suelen ser inestables y solo existen durante milésimas de segundo. A lo largo de la historia del universo se han ido generando la variedad de elementos químicos a partir de nucleosíntesis en varios procesos, fundamentalmente debidos a estrellas. Los nombres de los elementos químicos son nombres comunes y como tales deben escribirse sin mayúscula inicial, salvo que otra regla ortográfica lo imponga.

En química, el estado de oxidación (EO) es un indicador del grado de oxidación de un átomo que forma parte de un compuesto u otra especie química (por ejemplo un ión). Formalmente, es la carga eléctrica hipotética que el átomo tendría si todos sus enlaces con elementos distintos fueran 100% iónicos. El EO es representado por números, los cuales pueden ser positivos, negativos o cero. En algunos casos, el estado de oxidación promedio de un elemento es una fracción, tal como +8/3 para el hierro en la magnetita (Fe3O4). El mayor EO conocido es +8 para los tetraóxidos de rutenio, xenón, osmio, iridio, hassio y algunos compuestos complejos de plutonio, mientras que el menor EO conocido es -4 para algunos elementos del grupo del carbono (elementos del grupo 14). Según la normativa de la IUPAC se debe escribir como superíndice del símbolo del elemento químico, indicando primero el número y seguido del signo. Por ejemplo Al3+ La oxidación se da cuando un elemento o compuesto pierde uno o más electrones. Generalmente, cuando una sustancia se oxida (pierde electrones), otra sustancia recibe o capta dichos electrones reduciéndose. Este es el mecanismo básico que promueve las reacciones de óxido-reducción o redox.Un átomo tiende a obedecer la regla del octeto para así tener una configuración electrónica igual a la de los gases nobles, los cuales son muy estables químicamente (sus átomos no forman enlaces químicos casi con nadie, ni siquiera con ellos mismos). Dicha regla sostiene que un átomo tiende a tener ocho electrones en su nivel de energía más externo. En el caso del hidrógeno este tiende a tener 2 electrones, lo cual le proporcionaría la misma configuración electrónica que la del helio.

Un compuesto químico es una sustancia formada por la combinación química de dos o más elementos de la tabla periódica.1​ Los compuestos son representados por una fórmula química. Por ejemplo, el agua (H2O) está constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Los elementos de un compuesto no se pueden dividir ni separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación), sino solo mediante procesos químicos. Los compuestos están formados por moléculas o iones con enlaces estables que no obedece a una selección humana arbitraria. Por lo tanto, no son mezclas o aleaciones como el bronce o el chocolate.2​3​ Un elemento químico unido a un elemento químico idéntico no es un compuesto químico, ya que solo está involucrado un elemento, no dos elementos diferentes. Hay cuatro tipos de compuestos, dependiendo de cómo se mantienen unidos los átomos constituyentes: Moléculas unidas por enlaces covalentes Compuestos iónicos unidos por enlaces iónicos Compuestos intermetálicos unidos por enlaces metálicos Ciertos complejos que se mantienen unidos por enlaces covalentes coordinados Muchos compuestos químicos tienen un identificador numérico único asignado por el Chemical Abstracts Service (CAS): su número CAS.

la materia puede existir en varias formas o estados de agregación, conocidos como fases, dependiendo de la presión ambiental, la temperatura y el volumen. Una fase es una forma de materia con composición química y propiedades físicas uniformes (como densidad, calor específico, índice de refracción, etc.). Estas fases incluyen las tres conocidas (sólidos, líquidos y gases) y estados más exóticos de la materia (como los plasmas, los superfluidos, los supersólidos, los condensados de Bose‑Einstein, …). Un fluido puede ser un líquido, un gas o un plasma. También existen fases paramagnéticas y ferromagnéticas de los materiales magnéticos. Al cambiar las condiciones, la materia puede pasar de una fase a otra. Estos fenómenos se denominan transiciones de fase y se estudian en termodinámica. En los nanomateriales, el enorme aumento de la relación entre la superficie y el volumen da lugar a una materia que puede presentar propiedades totalmente diferentes a las del material a granel y que no están bien descritas por ninguna fase a grane.

Se denomina isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en número másicoLa palabra isótopo (del griego: ἴσος isos 'igual, mismo'; τόπος tópos 'lugar', "en mismo sitio") se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento químico (isótopos) se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Los distintos isótopos de un elemento difieren, pues, en el número de neutronesSe denominan isóbaros a los distintos núcleos atómicos con el mismo número de masa (A), pero diferente número atómico (Z). Las especies químicas son distintas (a diferencia de los isótopos), ya que el número de protones y por consiguiente el número de electrones difieren: 40Ca, 40Ar pero también es una masa que se diferencia