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Las áreas de la Química
La QUÍMICA es la ciencia que estudia la estructura, propiedades, y transformaciones de la materia a partir de su composición atómica y molecular.
Aunque, en realidad, todas las áreas de la Química están inextricablemente unidas, por motivos prácticos podemos distinguir entre:
QUÍMICA FÍSICA: rama de la Química que estudia el efecto de la estructura química en las propiedades físicas de las sustancias y explica por qué suceden los procesos fisicoquímicos, empleando para ello los métodos y el lenguaje de la Física, por lo que utiliza el lenguaje matemático en muchas de sus descripciones. Se podría dividir a su vez en otras áreas: Química Teórica (Química Cuántica y Química Computacional: aplicación de la Mecánica Cuántica y Clásica al estudio de los sistemas moleculares), Electroquímica (estudio de las propiedades químicas y reacciones entre iones en disolución, incluyendo la electrólisis y las pilas eléctricas), Cinética (medida y estudio de las velocidades de las reacciones químicas), Termoquímica (estudio de la energía puesto en juego durante las reacciones químicas), Polímeros (estudio de las propiedades físicas y estructurales de compuestos poliméricos, así como de su caracterización), Espectroscopía (estudio de la energía absorbida o emitida por un átomo o molécula cuando interacciona con la radiación electromagnética), Química de Interfases (estudio de las propiedades físicas y químicas de las interfases entre sólidos, líquidos y gases) y Radioquímica (estudio de los compuestos radiactivos y la ionización).
QUÍMICA ANALÍTICA: es la ciencia que estudia el conjunto de principios, leyes y técnicas cuya finalidad es la determinación de la composición química de una muestra natural o artificial. El conjunto de técnicas operatorias puesto al servicio de dicha finalidad constituye el Análisis Químico. La Química Analítica se divide en Cualitativa y Cuantitativa: la primera tiene por objeto el reconocimiento o identificación de los elementos o de los grupos químicos presentes en una muestra, mientras que la segunda tiene por objeto la determinación de las cantidades de los mismos y sus posibles relaciones químicas y estructurales. El desarrollo de los métodos analíticos basados en el empleo de técnicas instrumentales ha permitido que la Química Analítica pueda hacer frente a las crecientes necesidades y exigencias de la sociedad y del desarrollo tecnológico. Actualmente, estos métodos son imprescindibles para abordar la mayoría de los problemas analíticos.
QUÍMICA INORGÁNICA: rama de la Química interesada en el estudio, síntesis y caracterización (determinación de las propiedades físicas y químicas con fines identificativos) de los elementos y sus compuestos, así como de sólidos, con la excepción del carbono, centrándose en las propiedades estructurales, termodinámicas y de reactividad. Algunos compuestos de carbono sencillos, como CO, CO2 y CS2, y carbonatos y cianuros, también se estudian en Química Inorgánica. Tiene muchas áreas asociadas, como la química de coordinación, la espectroscopía, la ciencia de materiales, o la nanotecnología. En definitiva, aborda la investigación experimental y la interpretación teórica de las propiedades y reacciones de todos los elementos y de todos sus compuestos exceptuando los hidrocarburos y la mayoría de sus derivados.
QUÍMICA ORGÁNICA: rama de la Química que estudia la síntesis, caracterización y propiedades de los compuestos basados en el carbono, incluyendo los materiales orgánicos (ciencia de materiales y nanotecnología). Existen millones de compuestos orgánicos, mientras que solo existen unos pocos cientos de miles de compuestos inorgánicos. Entre estas moléculas se encuentran la mayor parte de los compuestos esenciales para la vida, tales como lípidos, carbohidratos, aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos. También son moléculas orgánicas muchas sustancias con las que entramos en contacto directamente, tales como combustibles, pegamentos, pinturas o fibras textiles. Un gran grupo de compuestos orgánicos son aquellos que poseen actividad farmacológica y que son la base de los medicamentos. Pesticidas, fertilizantes y herbicidas han cambiado la agricultura y los conservantes han contribuido a modificar nuestros hábitos alimenticios. La química orgánica es muy importante en el estudio de los seres vivos, y conecta con áreas como la bioquímica, la biofísica, la farmacología y la fisiología. El conocimiento de la estructura y reactividad de los compuestos orgánicos tiene la finalidad de abrir caminos para la preparación de compuestos que mantengan todas sus características beneficiosas minimizando los efectos secundarios indeseables.
QUIMIOMETRÍA: es la disciplina química que utiliza la Matemática, la Estadística y la Lógica Formal para diseñar o seleccionar procedimientos experimentales óptimos, proporcionar la máxima información química relevante a partir del análisis de datos químicos y obtener conocimiento a partir de sistemas químicos.
BIOQUÍMICA: estudio de la Química de los organismos vivos, especialmente de la estructura y función de sus componentes químicos (principalmente proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos). En definitiva, se trata de una forma de estudiar la Biología que persigue dar una interpretación de los procesos vitales orgánicos en términos de la estructura y dinámica de las moléculas que constituyen un organismo vivo. Se estudia la estructura y la función de las principales Macromoléculas Biológicas, para llegar a comprender sus capacidades de interacción específica, catálisis, señalización y mantenimiento y transferencia de información. Se analizarán también las bases moleculares del aprovechamiento y transformación de energía por los seres vivos, y se abordarán las rutas principales del metabolismo y su regulación desde una perspectiva integrada.
INGENIERÍA QUÍMICA: es la parte de la Técnica que se ocupa de los cambios de composición, de contenido energético o de estado físico de las sustancias. La Técnica es el campo de la actividad humana que en dónde el conocimiento de las leyes físicas, naturales y económicas se aplican a fines útiles. El objetivo de la Ingeniería Química es el desarrollo de procesos: transformar una idea de laboratorio en un proceso industrial. Asimismo, se basa fundamentalmente en los balances de materia y de energía, las operaciones unitarias y los reactores químicos.
QUÍMICA DE MATERIALES: es un área interdisciplinar entre la Química Física, la Química Inorgánica y la Química Orgánica. Se trata de establecer las bases que permiten comprender la relación existente entre la estructura real (incluyendo materiales amorfos y defectos reticulares y microestructura) y las propiedades de los materiales, así como el análisis de sus aplicaciones potenciales. Se basa en el análisis de los diagramas de fase y de transformación de distintos tipos de materiales. Asimismo, se estudian las propiedades de transporte, mecánicas, eléctricas, magnéticas y ópticas, haciendo referencia a los aspectos más relevantes de las mismas para cada tipo de material (materiales metálicos y aleaciones, materiales cerámicos, vidrios, materiales polímeros y materiales compuestos). En general, se ocupa del estudio de los óxidos inorgánicos (cerámica, vidrio, etc.), los elementos en estado metálico (los metales) y los materiales de naturaleza orgánica (basados en la química del carbono), tanto naturales como sintéticos (polímeros). También se interesa por la descripción de la estructura electrónica de los materiales, que será utilizada para la interpretación de sus propiedades electrónicas. La Ciencia de Materiales puede ser considerada, por tanto, como una ciencia multidisciplinar. Hoy en día, reúne los conocimientos y experiencias procedentes de la física, la metalurgia, la ciencia de los polímeros, la ingeniería química, la geología e incluso de la biología.
QUÍMICA FARMACÉUTICA: dado que la mayor parte de los fármacos son de naturaleza orgánica, la Química Terapéutica, o Química Farmacéutica, se fundamenta principalmente en el conocimiento de la Química Orgánica, complementado con una sólida base de Bioquímica que incluye los contenidos en aspectos biológicos también necesarios. Por otra parte se nutre también de otras materias, como son la Farmacognosia, que estudia los productos naturales como fuente de nuevos principios activos, la Farmacología, que permite establecer modelos experimentales para la evaluación de nuevos principios activos, y la Farmacología Molecular, que trata de explicar los efectos biológicos a nivel molecular, interpretando los fenómenos relacionados con la asociación entre un fármaco y las biomoléculas que desencadenan su acción, todo ello desde el punto de vista de las propiedades estructurales y fisicoquímicas. Aunque en sus orígenes el diseño de fármacos, objetivo último de la Química Farmacéutica, se centró fundamentalmente en las modificaciones químicas simples de las moléculas de origen natural, las tendencias actuales de diseño se basan en el estudio de las interacciones del fármaco con sus estructuras diana a nivel molecular. El desarrollo experimentado en las últimas décadas por la Biología Molecular y por la Ingeniería Genética ha permitido el estudio detallado de muchas moléculas diana en la acción de los fármacos, tales como enzimas, receptores de membrana y ácidos nucleicos. Por ello, una parte del diseño de nuevos fármacos en la actualidad se basa en la interacción fármaco-diana.
GEOQUÍMICA: es la ciencia que estudia los elementos químicos que constituyen el universo son los mismos que se encuentran en los astros de nuestro sistema solar, así como en las rocas y minerales que se estudian en Geología. Utiliza las herramientas y los principios de la química y de la geología para explicar los mecanismos detrás de los principales sistemas geológicos como la corteza terrestre y sus océanos. En definitiva, esta área estudia la composición y dinámica de los elementos químicos en la Tierra, determinando su abundancia absoluta y relativa y su distribución. También estudia la migración de esos elementos entre las diferentes geosferas (litosfera, hidrosfera, atmósfera y biosfera) utilizando como principales evidencias las transformaciones de las rocas y de los minerales que componen la corteza terrestre, con el propósito de establecer leyes sobre las que se base su distribución.
The Sceptical Chemist 