Subdisciplinas de la química La química cubre un campo de estudios bastante amplio, por lo que en la práctica se estudia de cada tema de manera particular. Las seis principales y más estudiadas ramas de la química son:[cita requerida]
Química inorgánica: síntesis y estudio de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.
Química orgánica: Síntesis y estudio de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.
Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.
Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electroquímica, la mecánica estadística y la espectroscopía. Usualmente se la asocia también con la química cuántica y la química teórica.
Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa. En la actualidad también intenta aunar sus intereses iniciales, con un bajo daño al medio ambiente.
Química analítica: estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra. Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.
Además existen múltiples subdisciplinas que, por ser demasiado específicas o bien multidisciplinares, se estudian individualmente:[cita requerida]
astroquímica
electroquímica
fotoquímica
magnetoquímica
nanoquímica (relacionada con la nanotecnología)
petroquímica
geoquímica: estudia todas las transformaciones de los minerales existentes en la tierra.
química computacional
química cuántica
química macromolecular: estudia la preparación, caracterización, propiedades y aplicaciones de las macromoléculas o polímeros;
química medioambiental: estudia la influencia de todos los componentes químicos que hay en la tierra, tanto en su forma natural comoantropogénica;
química nuclear
química organometálica
química supramolecular
química teórica
Astroquímica La astroquímica es la ciencia que se ocupa del estudio de la composición química de los astros y el material difuso encontrado en el espacio interestelar, normalmente concentrado en grandes nubes moleculares. La astroquímica representa un campo de unión entre las disciplinas de la astrofísica y de la química. La molécula más abundante en el Universo, el hidrógeno (H2) no presenta un momento dipolareléctrico, por lo que no es fácilmente detectable. En su lugar es mucho más fácil estudiar el material difuso en moléculas como el CO. Los astroquímicos han conseguido identificar cientos de tipos de moléculas algunas tan complejas como aminoácidos o fulerenos. La investigación moderna en astroquímica incluye también el estudio de la formación e interacción de estas moléculas complejas en medios tan poco densos pudiendo tener implicaciones en la comprensión del origen de la vida en la Tierra. La astroquímica se solapa fuertemente con la astrofísica ya que esta última describe las reacciones nucleares que ocurren en las estrellas enriqueciendo el medio interestelar en elementos pesados.
Electroquímica
Michael Faraday, Químico inglés considerado el fundador de la electroquímica actual.
Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.1 En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interfase de unconductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un
conductor iónico (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido.2 Si una reacción química es conducida mediante una diferencia de potencial aplicada externamente, se hace referencia a una electrólisis. En cambio, si la caída de potencial eléctrico, es creada como consecuencia de la reacción química , se conoce como un "acumulador de energía eléctrica", también llamado batería o celda galvánica. Las reacciones químicas donde se produce una transferencia de electrones entre moléculas se conocen como reacciones redox, y su importancia en la electroquímica es vital, pues mediante este tipo de reacciones se llevan a cabo los procesos que generan electricidad o en caso contrario, son producidos como consecuencia de ella. En general, la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde se dan reacciones deoxidación y reducción encontrándose separadas, físicamente o temporalmente, se encuentran en un entorno conectado a un circuito eléctrico. Esto último es motivo de estudio de la química analítica, en una subdisciplina conocida como análisis potenciométrico.
Fotoquímica
Ilustración del espectro electromagnético.
La fotoquímica, una subdisciplina de la química, es el estudio de las interacciones entre átomos, moléculas pequeñas, y la luz (o radiación electromagnética). La primera ley de la fotoquímica, conocida como la ley de Grotthus-Draper (por los químicos Theodor Grotthuss y John W. Draper), establece que la luz debe ser absorbida por una sustancia química para que dé lugar a una reacción fotoquímica. La segunda ley de la fotoquímica, la ley de Stark-Einstein, establece que para cadafotón de luz absorbido por un sistema químico, solamente una molécula es activada para una reacción
fotoquímica. Esto es también conocido como la ley de la fotoequivalencia y fue derivada por Albert Einstein en el momento en que la teoría cuántica de la luz estaba siendo desarrollada. La fotoquímica puede ser introducida como una reacción que procede con la absorción de luz. Normalmente, una reacción (no sólo una reacción fotoquímica) ocurre cuando una molécula gana la energía de activación necesaria para experimentar cambios. Un ejemplo de esto es la combustión de la gasolina (un hidrocarburo) en dióxido de carbono y agua. Esta es una reacción química en la que una o más moléculas o especies químicas se transforman en otras. Para que esta reacción se lleve a cabo debe ser suministrada energía de activación. La energía de activación es provista en la forma de calor o una chispa. En el caso de las reacciones fotoquímicas, es la luz la que provee la energía de activación. La absorción de un fotón de luz por una molécula reactiva puede además permitir que ocurra una reacción no sólo llevando la molécula a la energía de activación necesaria, sino también cambiando la simetría de la configuración electrónica de la molécula, permitiendo un camino de reacción de otra forma inaccesible, tal como lo describen las reglas de selección de Woodward-Hoffman. Una reacción de cicloadición de 2+2 es un ejemplo de una reacción pericíclica que puede ser analizada utilizando estas reglas o por la relacionada teoría del orbital molecular.
Magnetoquímica
Los orbitales d de los metales de transición participan en la mayoría de los estudios magnetoquímicos.
La magnetoquímica es la rama de la química que se dedica a la síntesis y el estudio de las sustancias de propiedades magnéticas interesantes. El magnetismo molecular, entendido como campo de estudio y no como fenómeno, es la parte de la magnetoquímica y de la física del
estado sólido que se ocupa de sistemasmoleculares. La magnetoquímica y el magnetismo molecular combinan medidas experimentales como la magnetometría con hamiltonianos modelo para racionalizar las propiedades magnéticas de diferente sistemas, buscando una aproximación a sus estructuras electrónicas en el caso de iones o moléculas, o a sus bandas en el caso de los sólidos extendidos.
Química macromolecular La química macromolecular es la rama de la Química que se encarga de estudiar la preparación, la caracterización, las propiedades y las aplicaciones de las moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos, llamadas macromoléculas. Generalmente estas macromoléculas se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros,las cuales forman los polímeros.
Nanoquímica Nanoquímica es una nueva rama de la nanociencia relacionada con la producción y reacciones de nanopartículas y sus compuestos. Esta relacionada con las propiedades características asociadas con ensamblajes de átomos o moléculas sobre una escala que varía de tamaño de los bloques individuales hasta las del material aglomerado(desde 1 hasta 1000 nm1 ). A este nivel, los efectos cuánticos pueden ser significativos, teniendo así nuevas formas de llevar a cabo reacciones químicas. El profesor Geoffrey Ozin de la Universidad de Toronto es considerado como el padre de la nanoquímica. "Su visionario artículo "Nanochemistry - Synthesis in Diminishing Dimensions" (Advanced Materials, 1992, 4, 612) estimuló a todo un nuevo campo: proponía que los principios de la química podían aplicarse a la síntesis de materiales de "abajo hacia arriba" "sobre cualquier escala de longitud" mediante los "principios de construcción de bloques jerarquicos": esto es, utilizando bloques de construcción de escala nano/molecular "programados" con información química que los autoensamblará espontáneamente, de una manera controlada, en estructuras que abarcan un amplio intervalo de escalas de longitud.2 " Esta ciencia emplea metodologías de la síntesis química y la química de materiales para obtener nanomateriales con tamaños, formas, propiedades superficiales, defectos, y propiedades auto-ensamblantes específicos, diseñados para cumplir con usos y funciones específicas.3
Petroquímica Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías, prensa diaria o páginas de Internet fidedignas. Puedes añadirlas así o avisar al autor principal del artículo en su página de discusión pegando: {{subst:Aviso referencias|Petroquímica}} ~~~~
Vista de planta petroquímica en Singapur.
Petroquímica es la ciencia y la técnica correspondiente a la petroleoquímica. La petroleoquímica es lo perteneciente o relativo a la industria que utiliza el petróleo o el gas natural como materias primas para la obtención de productos químicos. Petroquímica es la extracción de cualquier sustancia química a partir decombustibles fósiles. Estos incluyen combustibles fósiles purificados como elmetano, el butano, el propano, la gasolina, el queroseno, el gasoil, el combustible de aviación, así como pesticidas, herbicidas, fertilizantes y otros artículos como losplásticos, el asfalto o las fibras sintéticas. La petroquímica es la industria dedicada a obtener derivados químicos del petróleo y de los gases asociados. Los productos petroquímicos incluyen todas las sustancias químicas que de ahí se derivan. La industria petroquímica moderna data de finales del siglo XIX. La mayor parte de los productos petroquímicos se fabrican a partir de un número relativamente pequeño de hidrocarburos, entre ellos el metano, el etano, propano, butano y los aromáticos que derivan del benceno, etc.
Geoquímica La geoquímicadf es una especialidad de las ciencias naturales, que sobre la base de la geología y de la química estudia la composición y dinámica de los elementos químicos en la Tierra, determinando la abundancia absoluta y relativa, distribución y migración de los elementos entre las diferentes partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biósfera y geósfera) utilizando como principales testimonios de las transformaciones los minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, con el propósito de establecer leyes o principios en las cuales se basa tal distribución.Los elementos geoquímicos son en una escala de mayor a menor abundancia: oxigeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio. Los objetivos de la geoquímica son:
Determinar la abundancia absoluta y relativa de los elementos y sus especie
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1 Áreas de investigación
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2 Historia de la Geoquímica
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3 Geoquímica del petróleo
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3.1 Origen y formación de petróleo
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3.2 Compuestos químicos del petróleo
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3.3 Véase también
Química computacional La química computacional es una rama de la química que utiliza computadores para ayudar a resolver problemas químicos. Utiliza los resultados de la química teórica, incorporados en algún software para calcular las estructuras y las propiedades de moléculas y cuerpos sólidos. Mientras sus resultados normalmente complementan la información obtenida en experimentos químicos, pueden, en algunos casos, predecir fenómenos químicos no observados a la fecha. La química computacional es ampliamente utilizada en el diseño de nuevos medicamentos y materiales. Ejemplos de propiedades y estructuras (i.e. la posición esperada de átomos constituyentes) pueden ser la energía absoluta y relativa,distribución de carga electrónica, dipolo eléctrico y momentos multipolares superiores, frecuencias vibratorias, reactividad u otras cantidadesespectrales y secciones eficaces para la colisión con otras partículas. Los métodos empleados cubren situaciones estáticas y dinámicas. En todos los casos, el tiempo de cálculo aumenta rápidamente a medida que el tamaño del sistema estudiado crece. este sistema puede ser una simple molécula, un grupo de éstas o un cuerpo sólido. Estos métodos, por lo tanto, se basan en teorías que van desde la alta precisión, pero apropiados para pequeños sistemas, a las buenas aproximaciones, pero apropiadas para grandes sistemas. Los métodos más precisos son llamados métodos ab initio, los cuales están basados totalmente en la teoría de los primeros principios. Los menos precisos son llamados empíricos o semi-empíricos, debido a que son obtenidos de resultados experimentales, a menudo de átomos o moléculas relacionadas, se usan en conjunto a la teoría. Contenido [ocultar]
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1 Historia
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2 Conceptos
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3 Métodos
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3.1 Métodos ab initio
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3.2 Métodos del funcional de densidad
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3.3 Métodos semi-empíricos y empíricos
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3.4 Mecánica molecular
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3.5 Métodos para cuerpos sólidos
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3.6 Dinámica química
4 Interpretación de funciones de ondas moleculares
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5 Softwares químicos
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6 Véase también
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7 Referencias
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8 Otras referencias
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9 Enlaces externos
Química cuántica La química cuántica es una rama de la química teórica en donde se aplica la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos. La química cuántica describe matemáticamente el comportamiento fundamental de la materia a escala molecular. Una aplicación de la química cuántica es el estudio del comportamiento de átomos y moléculas, en cuanto a sus propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas ymecánicas, y también su reactividad química, sus propiedades redox, etc., pero también se estudian materiales, tanto sólidos extendidos como superficies. El estudio de química cuántica tiene una fuerte y activa relación con algunos campos científicos como lo son la física molecular, física atómica y fisicoquímica, y aportaciones han sido hechas tanto por físicos como por químicos. Frecuentemente se considera como primer cálculo de química cuántica el llevado a cabo por los científicos alemanes Walter Heitler y Fritz London (aunque a Heitler y a London se les suele considerar físicos). El método de Heitler y London fue perfeccionado por los químicos americanos John C. Slater y Linus Pauling, para convertirse en el método de enlace de valencia (o Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP)). En este método, se presta atención
particularmente a las interacciones entre pares de átomos, y por tanto se relaciona mucho con los esquemas clásicos de enlaces entre átomos. Friedrich Hund y Robert S. Mulliken desarrollaron un método alternativo, en que los electrones se describían por funciones matemáticas deslocalizadas por toda la molécula. El método de HundMulliken (o de orbitales moleculares) es menos intuitivo para los químicos, pero, al haberse comprobado que es más potente a la hora de predecir propiedades que el método de enlace de valencia, es virtualmente el único usado en los últimos años.
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1 Apartados de interés
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2 Químicos Cuánticos
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3 Véase también
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4 Referencias
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5 Enlaces externos
Química ambiental (Redirigido desde Química medioambiental)
La química ambiental, denominada también química medioambiental es la aplicación de la química al estudio de los problemas y la conservación del ambiente. Estudia los procesos químicos que tienen lugar en el medio ambiente global, o en alguna de sus partes: elsuelo, los ríos y lagos, los océanos, la atmósfera, así como el impacto de las actividades humanas sobre nuestro entorno y la problemática que ello ocasiona.1 La química de la atmósfera, a medida que la comunidad internacional presta más atención a las tesis del ecologismo(con acuerdos internacionales como el protocolo de Kioto para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero), es una disciplina que ha ido cobrando cada vez más importancia. El desarrollo de esta disciplina mostró las graves consecuencias que tuvo para la capa de ozono el uso generalizado de losclorofluorocarbonos. Tras las experiencias con la lluvia ácida, la combinación de química medioambiental e ingeniería química resultó en el desarrollo de los tratamientos para limitar las emisiones de las fábricas.
También la química medioambiental se ocupa de los procesos, reacciones, evolución e interacciones que tienen lugar en las masas de agua continentales y marinas por el vertido de contaminantes antropogénicos. Asimismo, estudia los tratamientos de dichos vertidos para reducir su carga dañina. También hay interacción entre la llamada Química sostenible o Química verde y la preservación del ambiente, pues aquella estudia optimizar los procesos productivos químicos, eliminando productos secundarios, empleando condiciones menos agresivas (de presión y temperatura, de tipo de disolvente). La química ambiental se encarga de realizar la supervisión de los proyectos industriales, teniendo en cuenta el impacto ambiental.
Química organometálica La química organometálica se encarga del estudio de los compuestos organometálicos, que son aquellos compuestos químicos que poseen un enlace entre un átomo de carbono y un átomo metálico, de su síntesis y de su reactividad. En este contexto, el término "metal" se puede definir utilizando una escala de electronegatividad, asignando la palabra metal a aquel elemento que presenta un caracter más electropositivo que el carbono. Bajo este punto de vista se designan como metales a elementos conocidos como metaloides, tal como elsilicio.1 maricarmen aranda bautista lo escribió. Puede considerarse una parte de la Química diferenciada de la química orgánica (en la que el carbono se une de modo covalente a átomos de nometal como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre o halógenos) y también distinta de la química inorgánica.
Varios metalociclos donde diferentes metales de transición aparecen unidos a ciclos de átomos de carbono y otros átomos oligandos.
La química organometálica es una disciplina que engloba a otras subdisciplinas de la química, como: química orgánica, química inorgánica,fisicoquímica, electroquímica, por nombrar algunas. Esta transdisciplina de la química organometálica hace que posea una aplicabilidad tecnológica casi inmediata en variadas industrias químicas. Por mencionar sólo unos
casos: hidrogenación catalítica de olefinas utilizando sistemas homogéneos, a menor presión y temperatura, polimerización de etileno y propileno que generan polímeros plásticos con mayor grado de tacticidad, etc. Contenido [ocultar]
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1 Historia
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2 Véase también
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3 Enlaces químicos del carbono con el resto de átomos
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4 Referencias
Química supramolecular La química supramolecular es la rama de la química que estudia las interacciones supramoleculares, esto es, entre moléculas. La química supramolecular estudia el reconocimiento molecular y la formación de agregados supramoleculares. Los agregados supramoleculares que son objeto de estudio por la química supramolecular son muy diversos pudiendo abarcar desde sistemas biológicos donde intervienen un número elevado de moléculas que se organizan espontáneamente formando estructuras más grandes1 , como monocapas, bicapas, micelas2 , complejos enzimáticos y lipoproteinas, hasta conjuntos de pocas moléculas que sufren un fenómeno de autoensamblaje molecular3 , como los catenanos, rotaxanos, poliedros moleculares y otras arquitecturas afines. Contenido [ocultar]
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1 Interacciones supramoleculares
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2 Historia
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3 Referencias
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4 Véase también
Química teórica La química teórica incluye el uso de la física para explicar o predecir fenómenos químicos. En los últimos años, ha sido conformada principalmente de la química cuántica, por ejemplo, en la aplicación de mecánica cuántica a problemas de Química. La Química teórica se puede dividir ampliamente en ramas como estructura electrónica, dinámica, y mecánica estadística. En el proceso de resolver los problemas de predecir la reactividad química, todos los procesos anteriores pueden
ser usados en diferente profundidad. Otras áreas "variadas" en la química teórica incluyen la caracterización matemática de la química "bruta" in varios estadios (por ejemplo en el estudio de la cinética química) y el estudio de la aplicación de los más recientes desarrollos matemáticos a las áreas básicas de estudio (como por ejemplo, la posible aplicación de los principios de topología al estudio de la estructura electrónica). La última área desarrollada en la química teórica es normalmente llamada química matemática. Parte de esta disciplina puede ser clasificada como Química computacional, aunque la química computada normalmente indica la aplicación de la química teórica con una configuración específica, usualmente con algún modelo aproximado del estilo post Hartree-Fock, Teoría del funcional de la densidad, métodos semiempíricos (como los métodos [[PM3 (Química) o de campo de fuerza. Algunos químicos teóricos aplican Mecánica estadística Las aproximaciones teóricas a los problemas químicos empiezan en los viejos tiempos, pero hasta la formulación de la ecuación de Schrödinger por el físico austríaco Erwin Schrödinger, las técnicas disponibles eran a la vez toscas y especulativas. Actualmente, aproximaciones teóricas mucho más sofisticadas, basadas en la Teoría cuántica de campos y la Teoría de la Función de Green de noequilibrio (Nonequilibrium Green Function Theory) están en boga. Contenido [ocultar]
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1 Ramas de la química teórica
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2 Disciplinas altamente relacionadas
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3 Bibliografía
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4 Enlaces externos
La biologia y sus ramas
La Biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Según el aspecto parcial que estudia, la Biología se puede dividir en muchas ramas, entre otras las siguientes: •
Bacteriología: estudia las bacterias.
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Biofísica: estudia el estado físico de la materia viva.
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Biología: estudia las moléculas que constituyen los seres vivos.
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Botánica: estudia las plantas.
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Citología: estudia los tejidos.
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Ecología: estudia los ecosistemas.
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Embriología: estudia cómo se desarrollan los óvulos fecundados.
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Etología: estudia el comportamiento de los animales.
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Evolución: estudia cómo han ido variando las especies a lo largo del tiempo.
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Fisiología: estudia las funciones orgánicas de los seres vivos.
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Genética: estudia cómo se heredan los caracteres biológicos.
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Histología: estudia los tejidos.
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Microbiología: estudia los organismos microscópicos.
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Morfología: estudia la estructura de los seres vivos.
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Paleoecología: estudia los ecosistemas del pasado.
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Paleontología: estudia los restos de vida en el pasado.
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Taxonomía: estudia la clasificación de los seres vivos.
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Virología: estudia los virus.
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Zoología: estudia los animales. RAMA
OBJETO DE SU ESTUDIO Estructura de los organismos
ANATOMÍA Procesos físicos en los seres vivos Biofísica Constitución de los organismos Organografía Herencia de los caracteres Genética Funciones de los seres vivos Fisiología Herencia de caracteres en una población Genética de poblaciones
Estructura y funciones de las células Citología Relaciones evolutivas entre los seres vivos Filogenia Estructura y funciones de los tejidos Histología Estudio de la vida en el pasado Paleontología Seres microscópicos Microbiología Desarrollo de los óvulos fecundados Embriología Plantas Botánica Comportamiento animal Etología Animales Zoología Ecosistemas Ecología Virus Virología Nomenclatura de los seres vivos Taxonomía Composición química de la materia viva Bioquímica
