Se denomina Química a la ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía.
Es definida, en tanto, por Linus Pauling, 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 substancias.
La química moderna se fue formulando a partir de la alquimia, una práctica protocientífica de carácter filosófico, que combina 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 masa y la teoría de la oxigeno-combustión postuladas por el científico francés, Antoine Lavoisier.
Las disciplinas de la química se agrupan según la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado.
Entre éstas se tienen 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 fisicoquímica, que comprende los aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares y atómicas, o la química analítica, que analiza muestras de materia y trata de entender su composición y estructura
La palabra Química podría provenir de la palabra Alquimia, un antiguo conjunto de prácticas que contenía distintos elementos de la actual ciencia en paralelo con otras muy variadas, como la astronomía, la metalurgia, la medicina o incluso la filosofía.
La Alquimia, actividad practicada alrededor del 330 D.C, estudiaba la composición del agua, la naturaleza del movimiento, del crecimiento, del ambiente, la conexión espiritual entre los cuerpos y los espíritus (Zosimos).
Un alquimista solía ser llamado «chemist» (del inglés, «químico»)en lenguaje cotidiano y, más tarde, se agregaría el sufijo «-ry» para describir así el arte que profesaba el "chemist", «the chemistry» (en español, «la química»).
Podemos también seguir la raíz etimológica de la palabra Alquimia. Esta posiblemente derivo de la palabra Persa kīmīa (كيميا), que a su vez, derivaría en el árabe, al-kīmīā (الکیمیاء). Luego la palabra nos sería legada desde los griegos por medio del significante χημία or χημεία.
Existe también la teoría de que la palabra podría tener orígenes egipcios. Muchos creen que la palabra al-kīmīā es un derivado de χημία, que resulta derivado de la palabra «Chemi» o «Kimi», un antiguo nombre dado por los nativos del Nilo a Egipto.
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.
En 1663, química se definía como un arte científico por el cual se aprende a disolver cuerpos, obtener de ellos las diferentes substancias de su composición, y como unirlos después para alcanzar un nivel mayor de perfección. Esto según el químico Christopher Glaser.
La definición de 1730 para la palabra química, usada por Georg Ernst 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.
En 1837, Jean-Baptiste Dumas, consideró la palabra química para referirse a la ciencia que se preocupaba de la leyes y efectos de las fuerzas moleculares.
Esta definición luego evolucionaría hasta que, en 1947, se le denominó la ciencia que se preocupaba de las substancias: su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras substancias (caracterización dada por Linus Pauling).
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.
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 y moléculas) 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
- fisicoquímica
- química analítica
- química inorgánica
- química orgánica
Es común que entre las comunidades académicas de químicos la química analítica no sea considerada entre las subdisciplinas principales de la química y sea vista más como parte de la tecnología química. Otro aspecto notable en esta clasificación es que la química inorgánica sea definida como "química no orgánica".
Es de interés también que la química física (o fisicoquímica) es diferente de la física química. La diferencia es clara en inglés: "chemical physics" y "physical chemistry"; en español, ya que el adjetivo va al final, la equivalencia sería:
química física \Longleftrightarrow \; Physical chemistry
física química \Longleftrightarrow \; Chemical physics
Usualmente los químicos reciben entrenamiento formal en términos de físicoquímica (química física) y los físicos trabajan problemas de la física química.
La gran importancia de los sistemas biológicos hace que en la actualidad gran parte del trabajo en química sea de naturaleza bioquímica. Entre los problemas más interesantes se encuentran, por ejemplo, el estudio del plegamiento de proteínas y la relación entre secuencia, estructura y función de proteínas.
Si hay una partícula importante y representativa en la química, es el electrón. Uno de los mayores logros de la química es haber llegado al entendimiento de la relación entre reactividad química y distribución electrónica de átomos, moléculas o sólidos. Los químicos han tomado los principios de la mecánica cuántica y sus soluciones fundamentales para sistemas de pocos electrones y han hecho aproximaciones matemáticas para sistemas más complejos.
La idea de orbital atómico y molecular es una forma sistemática en la cual la formación de enlaces es comprensible y es la sofisticación de los modelos iniciales de puntos de Lewis.
La naturaleza cuántica del electrón hace que la formación de enlaces sea entendible físicamente y no se recurra a creencias como las que los químicos utilizaron antes de la aparición de la mecánica cuántica. Aun así, se obtuvo gran entendimiento a partir de la idea de puntos de Lewis.
Las primeras civilizaciones, como los egipcios y los babilónicos, concentraron un conocimiento práctico en lo que concierne a las artes relacionadas con la metalurgia, cerámica y tintes, sin embargo, no desarrollaron teorías complejas sobre sus observaciones.
Hipótesis básicas emergieron de la antigua Grecia con la teoría de los cuatro elementos propuesta por Aristóteles. Esta postulaba que el fuego, aire, tierra y agua, eran los elementos fundamentales por los cuales todo esta formado como mezcla.
Los atomicistas griegos datan del año 440 A.C, en manos de filósofos como Democrito y Epicuro. En el año 50 A.C, el filosofó romano Lucrecio, expandió la teoría en su libro De Rerum Natura (En la naturaleza de las cosas)
Al contrario del concepto moderno de atomicismo, este teoría primitiva estaba enfocada más en la naturaleza filosófica de la naturaleza, con un interés menor por las observaciones empíricas y sin interés por los experimentos químicos.
En el mundo Helénico la Alquimia en principio proliferó, en combinación con la magia y el ocultismo, como una forma de estudio de las substancias naturales para transmutarlas en oro y descubrir el elixir de la eterna juventud.
La Alquimia fue descubierta y practicada ampliamente en el mundo árabe después de la conquista de los musulmanes, y desde ahí, fue difuminándose hacia todo el mundo medieval y la Europa Renacentista a través de las traducciones latinas.
