Química

Átomos, elementos, moléculas y fórmulas ¿cómo están relacionados?

Para seguir con nuestra analogía, al igual que las piezas de un puzle, no todos los átomos son iguales: difieren el número de protones, neutrones y electrones; lo que da lugar a elementos, isótopos e iones. Los átomos se van juntando mediante reacciones químicas para formar moléculas o compuestos. Cada compuesto tendrá un cierto número de átomos de un determinado elemento, por lo que tendrá una fórmula molecular que indica cuántos átomos hay y de qué elemento.

Te presentamos al cloruro de sodio (NaCl), también conocida como la sal que echamos a la carne o al pan con tomate. La sal está compuesta por los elementos sodio y cloro. En la imagen inferior tenemos la reacción entre los átomos de sodio (morado) y los átomos de cloro (verde) que da lugar al compuesto cloruro de sodio (NaCl).

Figura 1. La combinación de cloro y sodio permite que exista la sal común.

Ramas de la química

La química es necesaria para determinar si tu deportista favorito se está dopando, conocer la composición de los materiales de los que está construida tu casa o sintetizar medicamentos. Como la química es un campo de estudio tan amplio, para no saturarnos, se puede dividir en cuatro ramas:

• Química física

• Química analítica

• Química orgánica

• Química inorgánica

No importa si has empezado ya el bachillerato, si tienes la selectividad en un par de semanas o si sólo quieres ir viendo lo que vas a estudiar en el futuro: StudySmarter te explicará todos los conceptos necesarios para aprender y aprobar con buena nota. En este artículo aprenderás en qué consiste cada una de las ramas de la química, como están relacionadas con lo que tendrás que aprender en clase y dónde encontrar la información y explicaciones necesarias en StudySmarter.

¿Por qué viene bien utilizar StudySmarter para estudiar?

StudySmarter está lleno de artículos de todas las asignaturas, a nivel de bachillerato y la universidad. En estos artículos, nuestros expertos en química han incluido muchos consejos, explicaciones, ejemplos, definiciones, imágenes y fórmulas que te ayudarán a estudiar e interiorizar los conceptos de manera fácil y eficiente. Además, StudySmarter te proporciona herramientas como las flashcards, unas tarjetas de estudio que puedes crear o usar. En estas encontrarás preguntas de cada tema, para poder practicar los conceptos aprendidos y poner a prueba qué tan claros los tienes.

Ahora que sabes lo que es un átomo, vamos a explicar en detalle en qué consisten las diferentes ramas de la química:

¿Qué es la química física?

Como su nombre indica, es la mezcla de física y química. Pensemos en el agua y su fórmula química H2O. ¿Qué ocurre cuando se congela y cuando se evapora? ¿Por qué el NaCl se disuelve en el agua? ¿Qué ocurre exactamente cuando algo se disuelve?

• La química estudia estos fenómenos desde el punto de vista de la distribución de los átomos en el agua, mientras que la física los estudia desde el punto de vista de cómo interaccionan las partículas del átomo.
• La física estudia las subpartículas y las interacciones dentro del compuesto que da lugar a su estructura, mientras que la química estudia cómo reaccionan con otras sustancias, de acuerdo con su estructura.

Los átomos están formados por partículas llamadas electrones, protones y neutrones. Por lo que para la selectividad, tendrás que estudiar los siguientes apartados pertenecientes a esta rama de la química:

• La química y sus cálculos: ¿Qué es ese famoso mol del cual me han hablado tanto? ¿Por qué es tan importante calcularlo?

• Cinética: ¿Cuánto tarda una reacción y cómo logramos que vaya más rápido?

• Termodinámica: ¿Se necesita mucha energía en una reacción? ¿Por qué el fuego nos da calor?

• Redox: ¿Cómo funciona una pila?

Figura 2. Una de las aplicaciones importantes de la química: las baterías.

¿Qué es la química analítica?

La química analítica es la rama de la química que deduce de lo que está compuesto una sustancia, a nivel de traza. Es decir, si quieres saber todos los ingredientes de tu chocolatina preferida y no tienes la etiqueta, con la química analítica podrás hacer experimentos para deducirlo. Para el examen de selectividad no se profundiza mucho en la química analítica, pero sí tendrás tendrás que estudiar el equilibrio ¿Las reacciones solo van en una dirección?

¿Qué es la química inorgánica?

En 1869, el químico ruso Dimitri Mendeleev organizó todos los elementos que se conocían hasta ese momento en una tabla. Esta es la conocida tabla periódica, que nos permite ver algunas características de los elementos y así tenerlos un poco más organizados. La química inorgánica es el estudio de todos los elementos incluidos en esta tabla, con excepción del carbono.

• Enlaces: ¿Cómo se forman?, ¿son todos iguales?, ¿qué estructura tendrá el compuesto?

• La tabla periódica: ¿Qué propiedades tendrán los elementos, según su posición?, ¿cómo podemos deducir las diferentes características?, ¿por qué está organizada así?

• Los ácidos y las bases: ¿Qué es un ácido?, ¿por qué utilizamos la lejía para limpiar la ropa o fregar el suelo?

Figura 3.- Moléculas de agua alineándose con iones o cationes.

¿Qué es la química orgánica?

Todos los seres vivos estamos hechos de compuestos orgánicos, cuyo elemento base es el carbono. La química orgánica nos permite sintetizar compuestos orgánicos nuevos y usarlos para fabricar medicamentos, tintes, nanopartículas, etc. Los últimos temas que entrarán en selectividad pertenecen a esta rama.

Las reacciones químicas orgánicas son, esencialmente, el movimiento de pares de electrones que son donados, compartidos o aceptados para formar enlaces. Es similar a ese juego de los palitos que, a lo mejor, habrás jugado de pequeño. ¿Qué palito moverías para que sea cierta la ecuación matemática?

¿Lo has averiguado?

La química orgánica parece difícil cuando te la cuentan al principio; pero, básicamente, es mover los palitos, que en este caso son los electrones. Lo más complicado es que hay que saber y comprender las normas del juego y las condiciones que te permiten mover los electrones. Por ejemplo, la energía que se necesita.

Aqui estudiarás:

• Compuestos del carbono: ¿Cuáles son los compuestos orgánicos?

• Reacciones químicas orgánicas: ¿Cómo reaccionan los diferentes compuestos orgánicos?

• Polímeros: ¿Qué es el plástico?, ¿por qué no se degrada?