Inicio

  La Química: Desde sus Orígenes Alquímicos hasta los Desafíos del Siglo XXI y su Impacto Transformador en el Mundo

I. Introducción: La Química, Ciencia Central en Constante Evolución

La química, en su esencia, es la ciencia que estudia la materia, sus propiedades fundamentales, las transformaciones que experimenta y las interacciones energéticas que acompañan dichos cambios. Se erige como una disciplina central, intrínsecamente entrelazada con la física, la biología, la geología y una miríada de otros campos del saber, actuando como un puente indispensable entre ellos. Considerada una evolución natural de la antigua alquimia, la química ha recorrido un largo camino desde las primeras manipulaciones controladas de la materia por el ser humano, como el dominio del fuego, pasando por las sofisticadas prácticas metalúrgicas de las civilizaciones antiguas, la enigmática protoquímica de los alquimistas, y la trascendental revolución científica del siglo XVIII que cimentó las bases de la química moderna. Hoy, se nos presenta como una ciencia vasta y multifacética, diversificada en numerosas ramas especializadas que abordan desde la estructura íntima de los átomos hasta la complejidad de los sistemas biológicos y los desafíos medioambientales globales.

La trayectoria de la química no es simplemente una acumulación cronológica de descubrimientos, sino una profunda y continua evolución conceptual. Esta disciplina ha sido, y persiste como, un motor fundamental del progreso tecnológico y de nuestra comprensión del universo material. Su papel es, y será, indispensable para abordar los complejos desafíos que enfrenta la humanidad en el siglo XXI, desde la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y la mitigación del cambio climático hasta el desarrollo de nuevos fármacos y materiales avanzados.

La transformación de la química desde sus raíces empíricas y, en ocasiones, místicas, hasta convertirse en una ciencia rigurosa y predictiva, marca una transición epistemológica de gran envergadura. Las prácticas iniciales, ya fueran utilitarias como la metalurgia y la elaboración de tintes, o imbuidas de misticismo como la alquimia, sentaron las bases experimentales. La alquimia, si bien a menudo errada en sus premisas teóricas fundamentales como la transmutación de los metales en oro, fue un crisol donde se forjaron valiosas técnicas de laboratorio y se descubrieron nuevas sustancias. Figuras como Robert Boyle, con su escepticismo metódico, comenzaron a exigir definiciones claras y un enfoque basado en la evidencia. Sería Antoine Lavoisier quien, al institucionalizar la cuantificación mediante la ley de conservación de la masa y establecer una nomenclatura sistemática, señalaría inequívocamente el nacimiento de la química como ciencia moderna.7 Este cambio no fue meramente de contenido, sino una transformación radical en la metodología de adquisición y validación del conocimiento químico.

Paralelamente a su consolidación como ciencia, la historia de la química revela una interconexión inherente y creciente con otras disciplinas, particularmente la física y la biología. Los grandes hitos conceptuales y experimentales a menudo han surgido en las fronteras interdisciplinares, demostrando que la "pureza" disciplinar es, en muchos aspectos, una construcción artificial. La teoría atómica y la termodinámica, por ejemplo, son pilares compartidos con la física desde los albores de la química moderna. La química orgánica y la bioquímica, por su parte, constituyen puentes fundamentales hacia la comprensión de los sistemas vivos. La química física aplica rigurosamente los principios físicos para desentrañar los misterios de los sistemas químicos. Campos contemporáneos como la nanotecnología y la ciencia de materiales son, por naturaleza, profundamente multidisciplinares, con la química ocupando un lugar central en su desarrollo. Esta simbiosis sugiere que el futuro de la química residirá, cada vez más, en una colaboración aún más estrecha y fructífera con otras áreas del conocimiento.

II. Los Fundamentos Primigenios: De las Artes Prácticas a la Alquimia

A. Saberes Químicos en las Civilizaciones Antiguas

Mucho antes de que la química se constituyera como una disciplina científica formal, diversas civilizaciones antiguas acumularon un vasto conocimiento empírico sobre la manipulación y transformación de la materia. Estos saberes, nacidos de la necesidad y la curiosidad, sentaron las bases prácticas para el futuro desarrollo de la ciencia química.

La metalurgia primitiva representa uno de los primeros grandes logros tecnológicos de la humanidad. Civilizaciones como los sumerios, egipcios y babilónicos desarrollaron habilidades notables en la extracción y trabajo de metales, así como en la fabricación de cerámica y tintes, aunque sin desarrollar teorías complejas para explicar sus observaciones. La Edad del Bronce, iniciada en el Oriente Próximo hacia finales del IV milenio a.C., se difundió por Asia Menor, Grecia, Asia Central y China, marcando un hito en la capacidad humana para crear materiales con propiedades mejoradas mediante la aleación de cobre y estaño. Posteriormente, el dominio del hierro, cuya tecnología surgió en Anatolia alrededor del 1800 a.C. y se extendió por el Mediterráneo, Europa y China, proporcionó herramientas y armas aún más resistentes. Estos avances fueron cruciales para la transformación de las sociedades, permitiendo el desarrollo de la agricultura, la guerra y la construcción.

Paralelamente, la cerámica y el vidrio experimentaron un notable desarrollo. Los egipcios no solo perfeccionaron la alfarería, sino que también introdujeron el uso de esmaltes para conferir a las piezas mayor dureza y brillo, y fueron pioneros en la fabricación de vidrio. En China, la maestría en cerámica culminó con la invención de la porcelana en el siglo VII, un material de exquisita finura y resistencia que fue un secreto tecnológico celosamente guardado durante siglos. Estos materiales transformaron la vida cotidiana, facilitando el almacenamiento, la cocción de alimentos y la creación de objetos ornamentales.

El uso de pigmentos y tintes también evidencia un conocimiento químico temprano. Las civilizaciones antiguas empleaban una variedad de minerales y extractos vegetales para obtener colores destinados a la pintura y al teñido de textiles. El cinabrio (sulfuro de mercurio), por ejemplo, proporcionaba un intenso color rojo, aunque su toxicidad no fuera comprendida en aquel entonces. Esta práctica demuestra una observación cuidadosa de las propiedades colorantes de las sustancias naturales y la habilidad para extraerlas y aplicarlas.

Un ejemplo particularmente sofisticado del conocimiento químico empírico del mundo antiguo es el embalsamamiento egipcio. Los egipcios desarrollaron técnicas complejas que requerían un conocimiento detallado de la descomposición del cuerpo humano y el uso de diversas sustancias, como natrón, resinas y aceites, para lograr la preservación de los cadáveres. Esta práctica no solo tenía un profundo significado religioso, sino que también implicaba una notable comprensión de la transformación y conservación de la materia orgánica.

Junto a estos saberes prácticos, surgieron las primeras teorías filosóficas sobre la naturaleza de la materia. En la Grecia Clásica, alrededor del 450 a.C., Empédocles propuso que toda la materia estaba constituida por cuatro "raíces" o elementos fundamentales: tierra, fuego, aire y agua.2 Aristóteles adoptó y desarrolló esta teoría, que, a pesar de su simplicidad, ejerció una influencia dominante en el pensamiento occidental y de Oriente Medio durante casi dos milenios. Contemporáneamente, una escuela de pensamiento radicalmente diferente, el atomismo, fue propuesta por filósofos como Leucipo y Demócrito (siglo V a.C.). Ellos postularon que la materia estaba compuesta por partículas diminutas, indivisibles e indestructibles, denominadas "átomos" (del griego atomos, que significa "incortable").  Epicuro, hacia el 300 a.C., también defendió un universo constituido por átomos en movimiento. Sin embargo, la influyente oposición de Aristóteles al atomismo relegó estas ideas a un segundo plano durante siglos. Es interesante notar que teorías atomistas también surgieron de forma independiente en la India antigua, con figuras como el filósofo Kanada. Aunque estas primeras teorías eran de naturaleza especulativa y carecían de una base experimental rigurosa, representaron los primeros intentos sistemáticos de racionalizar la composición fundamental del mundo material, y conceptos como "elemento" y "átomo", aunque transformados, resurgirían con fuerza en el desarrollo posterior de la química.

B. La Alquimia: Crisol de Misticismo y Experimentación (Protoquímica)

La alquimia, una práctica ancestral y multifacética, se erige como una precursora fundamental de la química moderna. Combinando elementos de lo que hoy conocemos como química, metalurgia, física, medicina, astrología e incluso espiritualidad, la alquimia floreció en diversas culturas desde la Antigüedad hasta bien entrado el siglo XVIII, cuando fue gradualmente desplazada por el surgimiento de la química como ciencia experimental rigurosa.

Los objetivos primordiales de los alquimistas eran ambiciosos y, a menudo, impregnados de misticismo. Entre ellos destacaban la transmutación de metales considerados "viles" o comunes, como el plomo, en metales "nobles" como el oro. Esta transformación se creía posible mediante una sustancia hipotética y legendaria: la piedra filosofal o lapis philosophorum. Otro de los grandes anhelos alquímicos era la consecución del elixir de la vida o elixir vitae, una sustancia que supuestamente conferiría la inmortalidad o, al menos, una longevidad prolongada y la cura de todas las enfermedades. En tradiciones como la alquimia india, el objetivo trascendental era alcanzar el moksa: la perfección, liberación o inmortalidad, vinculándose con prácticas como la medicina ayurvédica. A pesar de que estos fines últimos nunca se alcanzaron, la búsqueda incesante de la piedra filosofal y el elixir de la vida impulsó una intensa actividad experimental, llevando al descubrimiento de numerosas sustancias y al desarrollo de técnicas de laboratorio que serían cruciales para la química futura.

La alquimia no fue un fenómeno aislado, sino una tradición con diversos centros de desarrollo y una compleja red de transmisión del conocimiento a lo largo de casi 4000 años. Sus raíces se hunden en el Egipto helenístico, particularmente en la ciudad de Alejandría alrededor del 300 a.C., donde se fusionó con la herencia hermética (asociada a la figura mítica de Hermes Trimegisto, una sincretización del dios egipcio Thot y el griego Hermes). Desde allí, sus saberes se extendieron por el mundo antiguo, siendo practicada en Mesopotamia, Persia, India, China, Grecia y el Imperio Romano.

Un capítulo especialmente brillante en la historia de la alquimia se escribió en el Imperio Islámico medieval (aproximadamente entre los siglos VIII y XIII). Eruditos islámicos como Yabir ibn Hayyan (conocido en Occidente como Geber) y Al-Razi (Rhazes) no solo preservaron y tradujeron los textos alquímicos griegos de figuras como Platón y Aristóteles, sino que también realizaron importantísimas aportaciones originales, tanto teóricas como experimentales. La alquimia islámica fue la principal responsable de reintroducir y revitalizar estos conocimientos en Occidente a través de traducciones al latín, sentando así las bases para el posterior Renacimiento científico y el nacimiento de la química europea. Instituciones como la Casa de la Sabiduría en Bagdad se convirtieron en focos de intensa actividad intelectual, donde la alquimia floreció junto a la matemática y la astronomía.

En Europa, la alquimia experimentó un auge durante la Edad Media y el Renacimiento. Figuras como San Alberto Magno y, posteriormente, Paracelso, destacaron por sus contribuciones. La fundación de las primeras universidades europeas a partir del siglo XII y el papel central de la medicina, que demandaba estudios experimentales, proporcionaron un marco institucional y un impulso para la expansión de los conocimientos alquímicos. La invención de la imprenta facilitó la difusión de textos alquímicos, aunque muchos de ellos permanecieron envueltos en un lenguaje simbólico y hermético.

Numerosas figuras destacadas jalonan la historia de la alquimia, cada una con sus particulares aportaciones. Zósimo de Panópolis (siglos III-IV d.C.), un alquimista griego nacido en Egipto, es conocido por ser el autor de algunos de los textos alquímicos más antiguos que se conservan, aunque muchos se hayan perdido o solo se conozcan a través de traducciones posteriores. Yabir ibn Hayyan (Geber) (c. 721-815) es una figura monumental, a menudo considerado el "remoto fundador de la química". Se le atribuye la sistematización del conocimiento alquímico de su tiempo y la introducción de la idea de que las sustancias se forman por la combinación de principios fundamentales, que él denominó "azufre" (representando la combustibilidad y la solidez) y "mercurio" (representando la fusibilidad, la volatilidad y el carácter metálico); estos no deben confundirse con los elementos químicos actuales. A Geber, o a un alquimista europeo posterior que adoptó su nombre (el Pseudo-Geber), se le atribuye la descripción de ácidos minerales fuertes como el sulfúrico y el nítrico, así como del agua regia.

Al-Razi (Rhazes) (c. 865-925), médico, filósofo y alquimista persa, es otra figura capital. Se le atribuye el descubrimiento del ácido sulfúrico y del etanol. Su enfoque fue notablemente práctico; fue pionero en la aplicación de sustancias químicas a la medicina, como el uso del yeso para inmovilizar fracturas, y se cree que descubrió el antimonio metálico. Su obra "Kitab ash-Shifa" (El Libro de las Curaciones) enfatizaba la preparación de sustancias para combatir enfermedades, considerando estéril la búsqueda de la transmutación del oro.

En la Europa renacentista, Paracelso (Theophrastus Bombastus von Hohenheim) (c. 1493-1541) fue un médico y alquimista suizo que impulsó la iatroquímica, o química médica. Paracelso sostenía que el cuerpo humano era un sistema químico y que las enfermedades eran desequilibrios químicos que podían tratarse con remedios químicos. Formuló preparados medicinales a base de minerales, incluyendo compuestos de mercurio, arsénico y antimonio. Aunque su lenguaje a menudo conservaba el misticismo alquímico, su énfasis en la observación y la experimentación, y su idea de que "la dosis hace al veneno", lo convierten en un precursor de la farmacología y la toxicología modernas; de hecho, se le considera el padre de esta última disciplina y se le atribuye haber dado nombre al zinc (zincum).

Otros alquimistas notables incluyen a Al-Biruni 5; Nicolás Flamel, cuya leyenda sobre la obtención de la piedra filosofal y la vida eterna se hizo célebre; San Alberto Magno (Alberto de Bollstadt, c. 1200-1280), a quien se atribuye el aislamiento del arsénico en forma casi pura y estudios sobre la pólvora; Roger Bacon (c. 1212-1294), contemporáneo de Alberto Magno, quien también experimentó con mezclas explosivas y realizó estudios en óptica y astronomía, aunque sus ideas revolucionarias le costaron años de prisión; y Andreas Libavius (c. 1555-1616), autor de "Alchemia" (1597), considerado uno de los primeros manuales de química sistemáticos, donde describió la preparación del ácido clorhídrico y el agua regia.

La incesante experimentación de los alquimistas, a pesar de sus erradas premisas teóricas, condujo a una acumulación significativa de descubrimientos de sustancias y al desarrollo y perfeccionamiento de técnicas de laboratorio. Entre las sustancias clave descubiertas o purificadas se encuentran:

• Ácidos minerales fuertes: Ácido sulfúrico (vitriolo), ácido nítrico y ácido clorhídrico (ácido muriático o espíritu de sal) fueron preparados y caracterizados, siendo herramientas fundamentales para disolver metales y otras sustancias. También se conoció el ácido acético (obtenido por destilación del vinagre), el ácido cítrico y el ácido fórmico.
• Bases y Sales: Se trabajó con el amoníaco (originalmente obtenido de la descomposición de materia orgánica), la sosa cáustica (hidróxido de sodio), y diversas sales como el vitriolo (sulfatos metálicos), el cloruro de amonio (sal amoniacal) y el carbonato de plomo.2
• Elementos Químicos: Aunque el concepto de elemento era diferente al actual, los alquimistas aislaron y trabajaron con varios elementos. Conocían desde la antigüedad metales como el oro, la plata, el plomo, el cobre, el estaño, el hierro y el mercurio. A estos se sumaron el arsénico, el antimonio y el bismuto. Un descubrimiento particularmente importante fue el del fósforo por el alquimista alemán Hennig Brandt en 1669, quien lo obtuvo al destilar orina en su búsqueda de la piedra filosofal. Paracelso dio nombre al zinc.
• Otros Compuestos: El alcohol (etanol) fue aislado mediante destilación a principios de la Edad Media, lo que tuvo profundas implicaciones sociales, médicas y técnicas. La pólvora, una mezcla de nitrato de potasio, carbón y azufre, ya era conocida por los chinos, pero los alquimistas europeos también la estudiaron y experimentaron con sus propiedades explosivas. El agua regia, una mezcla de ácido nítrico y clorhídrico capaz de disolver el oro, también fue un descubrimiento alquímico significativo.

Las técnicas de laboratorio desarrolladas y refinadas por los alquimistas constituyeron un legado crucial para la química. Entre ellas destacan la destilación (con el desarrollo del alambique y el serpentín para la condensación), la sublimación, la calcinación (calentamiento fuerte de sólidos), la filtración, la cristalización (para purificar sustancias), el baño María (para calentamiento suave y controlado), y el diseño de una variedad de aparatos como hornos, retortas y pelícanos.12 Estas técnicas permitieron separar mezclas, purificar compuestos y estudiar sus transformaciones.

El legado de la alquimia y su transición a la química científica es complejo. Por un lado, la alquimia arrastró durante gran parte de su historia una mala reputación, asociada en algunos lugares con engañadores y charlatanes, y en la Europa cristiana medieval, a menudo considerada fuente de saberes ocultos, brujería y cabalista. Sin embargo, es innegable que la química moderna nació, en gran medida, de los apéndices de la alquimia tradicional. Esta transformación se produjo gracias a la reinterpretación de los conocimientos y prácticas alquímicas a la luz del racionalismo y, fundamentalmente, mediante la aplicación sistemática del método científico, que priorizaba la observación rigurosa, la experimentación controlada, la medición cuantitativa y la formulación de hipótesis verificables, en lugar de la tradición hermética y la especulación mística. Con el advenimiento de la química como ciencia, la alquimia fue gradualmente relegada a un rincón de la historia del pensamiento, aunque la separación formal de ambos términos y disciplinas llevó más de un siglo, siendo hasta entonces prácticamente sinónimos. Las prácticas protocientíficas de la alquimia, a pesar de sus limitaciones, fueron un paso necesario y formativo en el largo camino hacia la comprensión científica de la materia.

La historia de la alquimia revela una fascinante dualidad. No fue una práctica monolítica; en ella coexistieron, por un lado, la charlatanería, la búsqueda de lo imposible basada en el misticismo y la especulación desenfrenada, y por otro, una genuina curiosidad y una laboriosa investigación empírica. Esta ambivalencia, si bien pudo haber retrasado su reconocimiento como una actividad seria a los ojos de algunos, no impidió que se realizaran descubrimientos de sustancias y técnicas de un valor incalculable para el futuro. La persecución de objetivos como la piedra filosofal, aunque quimérica, impulsó a muchos alquimistas a experimentar incansablemente con una amplia gama de materiales. Figuras como Al-Razi y Paracelso, por ejemplo, no solo eran alquimistas, sino también médicos que buscaban aplicaciones prácticas para sus conocimientos, especialmente en el campo de la medicina, dando origen a la iatroquímica. Esta tensión entre lo místico y lo práctico, lo fraudulento y lo empírico, es una característica definitoria de la alquimia en su papel de precursora de la ciencia química.

Dentro de este panorama, el papel de la alquimia islámica como puente cultural y científico fue absolutamente crucial. Mientras gran parte del conocimiento clásico griego, incluyendo textos alquímicos, se perdía o caía en el olvido en la Europa medieval temprana, los eruditos del mundo islámico no solo preservaron estas obras mediante la traducción, sino que las enriquecieron significativamente con sus propias investigaciones y descubrimientos. Figuras como Geber y Al-Razi son testimonio de esta vibrante tradición intelectual. Fue principalmente a través de las traducciones del árabe al latín, realizadas a partir del siglo XII, que Europa redescubrió y asimiló este corpus de conocimiento alquímico. Sin este vital conducto de transmisión y enriquecimiento, el desarrollo de la química en Occidente podría haber seguido un curso muy diferente, posiblemente mucho más lento y fragmentado.

Es importante también reconocer la continuidad, a menudo oculta o minimizada, entre la alquimia tardía y la química temprana. Muchos de los individuos que hoy son aclamados como los padres fundadores de la química moderna, incluyendo a Robert Boyle e incluso Isaac Newton, estuvieron profundamente inmersos en el estudio y la práctica de la alquimia. La alquimia se practicó hasta bien entrado el siglo XVIII, y la distinción entre "alquimista" y "químico" fue, durante un largo período, bastante borrosa y permeable. Lo que cambió de manera fundamental no fue tanto la erradicación completa de las prácticas antiguas, sino la transformación gradual de los métodos y, de manera decisiva, de la filosofía subyacente. El hermetismo, el simbolismo críptico y la dependencia de la analogía mística fueron progresivamente reemplazados por el racionalismo, la experimentación controlada y reproducible, la medición cuantitativa y el desarrollo del método científico. Esto sugiere que la llamada "revolución química" no fue una ruptura abrupta con el pasado, sino más bien una profunda reorientación metodológica y conceptual que tuvo raíces más extendidas en las prácticas y descubrimientos alquímicos de lo que a veces se reconoce.

III. La Revolución Química y el Advenimiento de la Ciencia Moderna (Siglos XVII-XVIII)

Los siglos XVII y XVIII marcaron un punto de inflexión en la historia del estudio de la materia, un período de transformación tan profundo que se conoce como la Revolución Química. Durante esta era, las ideas místicas y las prácticas empíricas de la alquimia comenzaron a ceder terreno ante un enfoque más riguroso, cuantitativo y sistemático, sentando las bases de la química como ciencia moderna. Dos figuras destacan prominentemente en este proceso: Robert Boyle, con su énfasis en el escepticismo metódico y una nueva concepción de los elementos, y Antoine Lavoisier, considerado el arquitecto principal de la química moderna.

A. Robert Boyle (1627-1691): El Escepticismo Metódico y la Noción de Elemento

Robert Boyle, científico angloirlandés, es una figura emblemática de la transición entre la alquimia y la química científica. Aunque sus intereses abarcaban temas que hoy consideraríamos alquímicos, su enfoque metodológico y su insistencia en la experimentación rigurosa lo sitúan como un pionero de la ciencia moderna. Boyle abogó por una filosofía corpuscular mecánica, una visión del mundo material en la que las propiedades de las sustancias se explicaban por el tamaño, forma y movimiento de pequeñas partículas o "corpúsculos" que las componían. Este marco conceptual se alejaba de las explicaciones basadas en cualidades ocultas o principios abstractos.

Su obra más influyente, The Sceptical Chymist (El Químico Escéptico), publicada en 1661, representó un ataque frontal a las teorías químicas predominantes de su tiempo.13 En ella, Boyle criticó severamente la doctrina aristotélica de los cuatro elementos (tierra, aire, fuego y agua) y la teoría paracelsiana de los tres principios (sal, azufre y mercurio), argumentando que estas concepciones no se sostenían ante la evidencia experimental. Cuestionó, por ejemplo, la idea de que el fuego fuera un analizador universal capaz de descomponer todas las sustancias en sus componentes elementales. Este escepticismo razonado y su llamado a basar las afirmaciones químicas en la observación y el experimento fueron cruciales para liberar a la disciplina de los dogmas heredados y abrir el camino a nuevas interpretaciones.

Una de las contribuciones más perdurables de Boyle fue su definición operativa de elemento químico. En The Sceptical Chymist, propuso que los elementos debían ser entendidos como "ciertos cuerpos Primitivos y Simples, o perfectamente no mezclados; que no están hechos de ningún otro cuerpo, o uno de otro, son los Ingredientes de los cuales todos aquellos cuerpos llamados perfectamente mixtos están inmediatamente compuestos, y en los cuales son finalmente resueltos". Aunque Boyle era cauto y dudaba que las sustancias conocidas en su época, como el oro o el azufre, cumplieran estrictamente con esta definición (sospechando que también podrían ser compuestas), su concepto fue un avance significativo. La importancia de esta definición radica en su carácter operacional: un elemento era aquello que no podía ser descompuesto en sustancias más simples por los medios químicos disponibles. Esto proporcionaba un criterio experimental, aunque provisional, para la identificación de elementos, alejándose de las concepciones abstractas y a menudo arbitrarias de la alquimia.

Además de sus contribuciones teóricas, Boyle realizó importantes trabajos experimentales, especialmente en el estudio de los gases. En 1662, formuló la ley que hoy lleva su nombre (Ley de Boyle-Mariotte), que establece la relación inversa entre la presión y el volumen de una cantidad dada de gas a temperatura constante (P∝1/V o PV=k). Para llevar a cabo estos estudios, Boyle, con la colaboración de Robert Hooke, perfeccionó la bomba de aire, un instrumento crucial para la investigación de las propiedades de los gases. Sus experimentos cuantitativos con gases no solo fueron ejemplares por su rigor, sino que la Ley de Boyle se convirtió en uno de los primeros ejemplos de una ley física aplicada con éxito a la materia química, sentando así algunas de las primeras bases de lo que más tarde sería la química física. Boyle también fue pionero en el uso de indicadores, sustancias que cambian de color en presencia de ácidos o bases, para estudiar la acidez. Su visión trascendió la mera práctica experimental; consideraba la química como una ciencia autónoma con sus propios principios, y no simplemente como un conjunto de recetas o una sirvienta de la medicina o la metalurgia.28

B. Antoine Lavoisier (1743-1794): El Arquitecto de la Química Moderna

Antoine-Laurent de Lavoisier, químico francés, es universalmente reconocido como una de las figuras centrales de la Revolución Química y, a menudo, aclamado como el "padre de la química moderna". Su trabajo se caracterizó por una insistencia sin precedentes en la medición cuantitativa rigurosa y por una profunda reorganización conceptual de la disciplina.

La contribución más fundamental de Lavoisier fue el establecimiento de la Ley de Conservación de la Masa. A través de una serie de experimentos meticulosos, muchos de los cuales se realizaron en sistemas cerrados para asegurar que no hubiera pérdida ni ganancia de materia, Lavoisier demostró de manera concluyente que, en una reacción química, la masa total de los reactivos es exactamente igual a la masa total de los productos. Su famoso postulado, "En toda reacción química la masa se conserva", se convirtió en la piedra angular de la química cuantitativa. Este principio permitió, por primera vez, balancear ecuaciones químicas de manera significativa y realizar cálculos estequiométricos precisos, transformando la química de una ciencia predominantemente cualitativa a una ciencia exacta y predictiva.

Otro de los grandes logros de Lavoisier fue la elucidación del papel del oxígeno en la combustión y la respiración, lo que llevó a la refutación definitiva de la teoría del flogisto. La teoría del flogisto, prevalente durante gran parte del siglo XVIII, sostenía que una sustancia hipotética llamada "flogisto", presente en los materiales combustibles, se liberaba durante el proceso de combustión. Lavoisier, mediante cuidadosos experimentos de calcinación de metales como el estaño y el mercurio en recipientes sellados, observó consistentemente que los metales ganaban peso al transformarse en sus "calces" (óxidos). Crucialmente, demostró que este aumento de peso del metal era equivalente a la pérdida de peso de una porción del aire contenido en el recipiente. Estos resultados eran incompatibles con la idea de la liberación de flogisto (que, para explicar el aumento de peso, tendría que tener una masa negativa, lo cual era absurdo). Lavoisier concluyó correctamente que la combustión no era la liberación de flogisto, sino la combinación de la sustancia combustible con un componente específico del aire, al que denominó oxígeno (del griego, "generador de ácidos", debido a su creencia inicial de que el oxígeno era esencial para la formación de todos los ácidos).9 También identificó que el aire atmosférico era una mezcla, compuesta principalmente por este gas activo (oxígeno, que estimó en un 20-27%) y un gas inerte al que llamó "azote" (hoy conocido como nitrógeno). La correcta explicación de la combustión y la respiración (que reconoció como una forma lenta de combustión) eliminó una barrera conceptual importante que había obstaculizado el progreso de la química y marcó, para muchos historiadores, el verdadero nacimiento de la química moderna.

Lavoisier también extendió sus investigaciones a la composición del agua. En experimentos hoy clásicos, demostró que el agua no era un elemento, como se había creído durante siglos, sino un compuesto formado por la combinación de oxígeno e hidrógeno, a los cuales también dio sus nombres actuales. Este descubrimiento no solo aclaró la naturaleza de una de las sustancias más fundamentales, sino que reforzó su nueva teoría de la combustión y la composición.

Reconociendo la necesidad de un lenguaje claro y unívoco para la nueva ciencia, Lavoisier, en colaboración con otros químicos franceses prominentes como Louis Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet y Antoine François de Fourcroy, emprendió la tarea de desarrollar una nomenclatura química sistemática. Presentada en la obra "Méthode de nomenclature chimique" (1787) y aplicada consistentemente en su influyente libro de texto "Traité Élémentaire de Chimie" (Tratado Elemental de Química) de 1789, este nuevo sistema reemplazó los nombres arcaicos, confusos y a menudo esotéricos heredados de la alquimia (como "aceite de vitriolo" por ácido sulfúrico) por nombres basados en la composición elemental de las sustancias. Una nomenclatura clara y racional es esencial para la comunicación científica efectiva, y la reforma de Lavoisier facilitó enormemente la enseñanza, la difusión del conocimiento y la organización de la creciente cantidad de información química. Su "Traité" es ampliamente considerado el primer libro de texto de química moderna.

Finalmente, Lavoisier refinó la definición de elemento químico, basándose en el concepto operativo de Boyle. Para Lavoisier, un elemento era una sustancia que no podía ser descompuesta en sustancias más simples por los medios analíticos químicos conocidos en su tiempo. En su "Traité", incluyó una tabla de "sustancias simples" que consideraba elementos, aunque algunas de ellas (como la luz y el calórico) serían posteriormente reclasificadas. Esta definición pragmática proporcionó una base práctica para la identificación y clasificación de los elementos, un paso crucial hacia la futura tabla periódica.

La Revolución Química, impulsada por figuras como Boyle y culminada por Lavoisier, no fue solo una acumulación de nuevos hechos, sino una profunda reestructuración de los cimientos conceptuales y metodológicos de la química. La insistencia de Lavoisier en la cuantificación, especialmente el uso sistemático y preciso de la balanza, fue el motor que impulsó esta revolución conceptual. Mientras la teoría del flogisto podía ofrecer explicaciones cualitativas para muchos fenómenos, fallaba estrepitosamente ante las mediciones cuantitativas, como el inexplicable aumento de peso de los metales durante la calcinación. Los experimentos de Lavoisier, realizados en sistemas cerrados donde se pesaban meticulosamente reactivos y productos, arrojaron datos que eran irreconciliables con la idea de una sustancia etérea como el flogisto, que en algunos casos parecía poseer una "masa negativa". De estas mediciones rigurosas surgió directamente la ley de conservación de la masa, proporcionando una base sólida y numérica para una nueva forma de entender las transformaciones químicas. Así, la adopción de la cuantificación no fue una mera mejora técnica, sino el catalizador que permitió el derrocamiento de teorías arraigadas y el establecimiento de principios fundamentales.

Paralelamente, la reforma de la nomenclatura química emprendida por Lavoisier y sus colegas no fue un simple ejercicio de reetiquetado. Fue un acto deliberado y estratégico para redefinir la química en los términos de su nueva teoría basada en el oxígeno y los elementos. La nomenclatura alquímica, a menudo esotérica, inconsistente y basada en propiedades superficiales o analogías místicas, era un obstáculo para el progreso. El nuevo sistema, en cambio, basaba los nombres de los compuestos en su composición elemental (por ejemplo, "óxido de mercurio" en lugar de "calx de mercurio"). Al incorporar la nueva teoría en el propio lenguaje de la química, la nomenclatura se convirtió en una poderosa herramienta para la consolidación y difusión del nuevo paradigma. Usar los nuevos nombres implicaba, en cierto modo, aceptar los fundamentos teóricos sobre los que se construían, facilitando así la adopción del revolucionario sistema de pensamiento de Lavoisier.

Es crucial también reconocer que, aunque Boyle y Lavoisier son figuras preeminentes, sus trabajos se desarrollaron en un contexto de creciente actividad científica y comunicación, donde la colaboración y la emergente comunidad científica jugaron un papel significativo. Boyle, por ejemplo, formó parte de la "Invisible College", una red informal de filósofos naturales que fue precursora de la Royal Society de Londres, lo que indica un ambiente propicio para el intercambio de ideas y el debate crítico. En el caso de Lavoisier, la contribución de su esposa, Marie-Anne Pierrette Paulze, fue absolutamente esencial. No solo fue una asistente de laboratorio competente, sino que también tradujo importantes trabajos científicos del inglés (como los de Priestley y Cavendish, cuyas investigaciones sobre los "aires" fueron cruciales para Lavoisier), tomó notas detalladas de los experimentos y realizó los dibujos y grabados que ilustraron las publicaciones de su esposo, asegurando su claridad y difusión.8 Además, la propia reforma de la nomenclatura fue un esfuerzo colaborativo entre Lavoisier y otros destacados químicos franceses. Estos ejemplos subrayan que la ciencia moderna, incluso en sus etapas formativas, no fue un esfuerzo puramente individualista, sino que se nutrió de la colaboración, el escrutinio mutuo y la infraestructura de una comunidad científica en proceso de consolidación.

IV. El Siglo XIX: La Consolidación de los Principios Fundamentales

El siglo XIX fue un período de extraordinaria efervescencia y consolidación para la química. Sobre los cimientos establecidos por la Revolución Química, los científicos de esta era erigieron un edificio conceptual robusto, caracterizado por la formulación de la teoría atómica moderna, el ordenamiento sistemático de los elementos en la tabla periódica y el nacimiento y desarrollo de las principales ramas de la disciplina. Estos avances transformaron la química en una ciencia madura, con un sólido armazón teórico y un creciente poder predictivo y explicativo.

A. La Teoría Atómica: Dalton, Avogadro y Cannizzaro

La idea de que la materia está compuesta de partículas fundamentales e indivisibles, los átomos, tiene raíces antiguas, pero fue en el siglo XIX cuando esta concepción adquirió una base científica sólida y cuantitativa.

John Dalton (1766-1844) y la Teoría Atómica Moderna (c. 1803-1808): El químico y físico inglés John Dalton es ampliamente reconocido por formular la primera teoría atómica moderna con una base experimental. Inspirado en parte por sus estudios sobre los gases y buscando explicar las leyes ponderales de la química –la ley de conservación de la masa (Lavoisier), la ley de las proporciones definidas (Proust) y su propia ley de las proporciones múltiples–, Dalton propuso, entre 1803 y 1808, un conjunto de postulados que revolucionarían la química :

1. La materia está compuesta por partículas diminutas, indivisibles e indestructibles llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí en todas sus propiedades, incluyendo su masa.
3. Los átomos de elementos diferentes poseen masas y propiedades distintas.
4. Los compuestos se forman por la unión de átomos de dos o más elementos diferentes, en una relación numérica sencilla y constante (generalmente números enteros pequeños).
5. En las reacciones químicas, los átomos se separan, se combinan o se reordenan; no se crean ni se destruyen, ni se transforman átomos de un elemento en átomos de otro.

La teoría de Dalton ofrecía una explicación elegante y coherente para las leyes ponderales. La conservación de la masa se entendía como resultado de la inalterabilidad de los átomos durante las reacciones. Las proporciones definidas en los compuestos se debían a que estos siempre contenían la misma combinación fija de átomos. La ley de las proporciones múltiples se explicaba por la capacidad de los átomos de combinarse en diferentes relaciones numéricas sencillas para formar distintos compuestos. Dalton también intentó establecer una escala de pesos atómicos relativos, asignando arbitrariamente al hidrógeno el peso de la unidad. Sin embargo, sus valores iniciales contenían errores, en parte debido a suposiciones incorrectas sobre las fórmulas moleculares de algunos compuestos comunes (por ejemplo, asumió que la fórmula del agua era HO en lugar de H₂O). Su obra principal, "A New System of Chemical Philosophy" (Nuevo sistema de filosofía química), publicada en partes a partir de 1808, detallaba sus ideas y experimentos. La teoría atómica de Dalton, a pesar de sus limitaciones iniciales y las modificaciones posteriores (como la divisibilidad del átomo), proporcionó un marco conceptual robusto y cuantitativo que transformó la química en una ciencia con un fuerte poder predictivo.

Amedeo Avogadro (1776-1856) y la Hipótesis Molecular (1811): El físico y químico italiano Amedeo Avogadro realizó una contribución crucial que, aunque no fue inmediatamente reconocida, resultaría esencial para el correcto desarrollo de la teoría atómica. En 1811, en un intento por reconciliar la teoría atómica de Dalton con los hallazgos experimentales de Joseph Louis Gay-Lussac sobre las relaciones volumétricas en las reacciones entre gases (ley que Dalton, curiosamente, rechazaba), Avogadro formuló dos propuestas audaces:

1. Ley de Avogadro (o hipótesis de Avogadro): "Volúmenes iguales de todos los gases, medidos en las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas". Es crucial destacar que Avogadro habló de moléculas, no de átomos como había implicado Dalton.
2. Distinción entre Átomo y Molécula: Avogadro fue el primero en clarificar y distinguir de manera explícita entre el concepto de átomo y el de molécula. Definió un átomo como la partícula más pequeña de un elemento que puede participar en una combinación química, y una molécula como la partícula más pequeña de una sustancia (ya sea un elemento o un compuesto) que puede existir en estado libre y conservar las propiedades de dicha sustancia. Fundamentalmente, Avogadro postuló que las moléculas de los elementos gaseosos comunes (como el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno) no eran monoatómicas, sino que podían ser poliatómicas (específicamente, diatómicas en muchos casos, como H₂, O₂, N₂).

Esta distinción y la hipótesis sobre el número de moléculas permitían explicar elegantemente las observaciones de Gay-Lussac. Por ejemplo, el hecho de que dos volúmenes de hidrógeno reaccionaran con un volumen de oxígeno para producir dos volúmenes de vapor de agua podía entenderse si las moléculas de hidrógeno y oxígeno eran diatómicas (H₂ y O₂) y la molécula de agua era triatómica (H₂O). A pesar de su brillantez y su capacidad para resolver las aparentes contradicciones, las ideas de Avogadro fueron en gran medida ignoradas o rechazadas por la comunidad científica durante casi medio siglo. La resistencia se debía en parte a la falta de evidencia experimental directa y a la confusión persistente sobre los conceptos de átomo y molécula.

Stanislao Cannizzaro (1826-1910) y la Clarificación de los Pesos Atómicos: La confusión en torno a los pesos atómicos, las fórmulas moleculares y los conceptos de átomo, molécula y equivalente químico persistió durante décadas, obstaculizando seriamente el progreso de la química. La solución llegó de la mano del químico italiano Stanislao Cannizzaro. En el Primer Congreso Internacional de Químicos, celebrado en Karlsruhe, Alemania, en 1860, un evento convocado precisamente para intentar unificar la nomenclatura y los conceptos fundamentales de la química, Cannizzaro distribuyó un folleto (su "Sunto di un corso di Filosofia Chimica" o Resumen de un curso de filosofía química, publicado originalmente en 1858) en el que presentaba un argumento lúcido y convincente a favor de la adopción de la hipótesis de Avogadro.

Cannizzaro demostró cómo, aplicando consistentemente la hipótesis de Avogadro (que volúmenes iguales de gases en las mismas condiciones contienen igual número de moléculas) a los datos experimentales sobre las densidades de vapor de los compuestos volátiles, era posible determinar de manera inequívoca sus pesos moleculares relativos. A partir de estos pesos moleculares y del análisis de la composición porcentual de los compuestos, se podían deducir los pesos atómicos correctos de los elementos que los constituían. Para los elementos que no formaban compuestos volátiles fácilmente, Cannizzaro recurrió a la ley de Dulong y Petit (que relaciona el calor específico de los elementos sólidos con sus pesos atómicos) para corroborar sus determinaciones.

El trabajo de Cannizzaro, expuesto con una claridad y una lógica irrefutables, tuvo un impacto profundo en los asistentes al congreso. Resolvió la larga y enconada disputa sobre los pesos atómicos y clarificó de una vez por todas la distinción entre átomos y moléculas. Esto proporcionó una base cuantitativa sólida y unificada para la química, esencial para su desarrollo posterior. Las ideas de Cannizzaro influyeron de manera decisiva en químicos como Julius Lothar Meyer y Dmitri Mendeléiev, quienes poco después utilizarían estos pesos atómicos consistentes para desarrollar sus sistemas de clasificación periódica de los elementos. El Congreso de Karlsruhe, gracias en gran medida a la intervención de Cannizzaro, se considera un hito en la historia de la química, marcando un paso crucial hacia su organización y madurez como disciplina científica.

B. El Ordenamiento de los Elementos: La Tabla Periódica

Una vez que se dispuso de un conjunto fiable de pesos atómicos gracias al trabajo de Cannizzaro, el camino quedó despejado para uno de los logros más significativos y emblemáticos de la química del siglo XIX: la creación de la Tabla Periódica de los Elementos. Este sistema de clasificación no solo puso orden en la creciente diversidad de elementos descubiertos, sino que también reveló profundas relaciones entre ellos y demostró un asombroso poder predictivo.

Intentos Precursores: La idea de que existían patrones en las propiedades de los elementos no era nueva. Ya en las primeras décadas del siglo XIX, algunos químicos habían intentado encontrar sistemas de clasificación:

• Tríadas de Döbereiner (1817-1829): El químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner observó que ciertos grupos de tres elementos con propiedades químicas notablemente similares, a los que llamó tríadas (por ejemplo, cloro, bromo y yodo; o litio, sodio y potasio), mostraban una interesante relación en sus pesos atómicos: el peso atómico del elemento central de la tríada era aproximadamente el promedio de los pesos atómicos de los otros dos elementos. Hacia 1850, se habían identificado alrededor de veinte tríadas. Sin embargo, este sistema de clasificación era limitado, ya que no todos los elementos conocidos encajaban en este esquema de tríadas, y el descubrimiento de nuevos elementos a menudo rompía las relaciones propuestas.
• Ley de las Octavas de Newlands (1864): El químico inglés John Alexander Reina Newlands dio un paso más allá. Ordenó los elementos conocidos en orden creciente de sus pesos atómicos (excluyendo el hidrógeno) y notó que cada octavo elemento a partir de uno dado tendía a presentar propiedades muy similares al primero, una periodicidad que él comparó con las octavas en la escala musical, de ahí el nombre de "Ley de las Octavas".31 Esta ley revelaba un cierto orden en familias (grupos) con propiedades parecidas y en periodos de ocho elementos cuyas propiedades variaban progresivamente. No obstante, la propuesta de Newlands no fue bien recibida por la comunidad científica de su tiempo; fue objeto de críticas e incluso de burlas, en parte porque la regla dejaba de cumplirse satisfactoriamente para los elementos más allá del calcio y porque no dejaba espacio para elementos aún no descubiertos.
• Otros intentos notables incluyeron la "Vis Tellurique" (Tornillo Telúrico) del geólogo francés Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois (1862), quien dispuso los elementos en una espiral sobre un cilindro, de modo que los elementos con propiedades similares caían en la misma vertical. Aunque ingeniosa, su presentación, inicialmente sin el diagrama, hizo que su idea pasara en gran medida desapercibida.

A pesar de sus limitaciones, estos primeros intentos fueron cruciales. Demostraron que existían patrones subyacentes y relaciones numéricas entre los pesos atómicos y las propiedades de los elementos, estimulando así la búsqueda de un sistema de clasificación más completo y universal.

Dmitri Mendeléiev (1834-1907) y Lothar Meyer (1830-1895): La Ley Periódica: El avance definitivo hacia la tabla periódica moderna se produjo de forma independiente y casi simultánea por el químico ruso Dmitri Ivánovich Mendeléiev y el químico alemán Julius Lothar Meyer, a finales de la década de 1860. Ambos, influenciados por la clarificación de los pesos atómicos lograda por Cannizzaro en el Congreso de Karlsruhe, llegaron a la formulación de la Ley Periódica: las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, sino que son una función periódica de sus pesos atómicos.

• Tabla de Mendeléiev (1869): La versión de Mendeléiev de la tabla periódica, publicada por primera vez en 1869, organizaba los elementos conocidos hasta entonces principalmente en orden creciente de sus pesos atómicos. Los elementos con propiedades químicas similares se agrupaban en columnas verticales (grupos). La genialidad de Mendeléiev residió en varios aspectos clave:

• Confianza en la Ley Periódica: Tuvo la audacia de dejar espacios vacíos en su tabla, postulando que correspondían a elementos aún no descubiertos. Esta fue una diferencia crucial con intentos anteriores.
• Poder Predictivo: No solo dejó huecos, sino que predijo con notable exactitud las propiedades de estos elementos desconocidos (a los que llamó provisionalmente eka-aluminio, eka-boro y eka-silicio), incluyendo sus pesos atómicos, densidades, puntos de fusión, y las fórmulas y propiedades de sus compuestos (como sus óxidos y cloruros), basándose en las tendencias observadas en los elementos vecinos de su tabla.
• Corrección de Pesos Atómicos: En algunos casos, cuando el orden estricto por peso atómico colocaba a un elemento en un grupo con propiedades incongruentes, Mendeléiev invirtió el orden (por ejemplo, entre el telurio y el yodo) o sugirió que los pesos atómicos aceptados para ciertos elementos podrían ser incorrectos y necesitaban revisión, priorizando la coherencia química sobre el orden numérico estricto. El posterior descubrimiento de los elementos que Mendeléiev había predicho –el galio (eka-aluminio) en 1875 por Lecoq de Boisbaudran, el escandio (eka-boro) en 1879 por Lars Fredrik Nilson, y el germanio (eka-silicio) en 1886 por Clemens Winkler– cuyas propiedades coincidían asombrosamente con sus predicciones, proporcionó una confirmación espectacular de la validez de su tabla y de la ley periódica, y catapultó a Mendeléiev a la fama internacional.

• Trabajo de Lothar Meyer: Meyer también desarrolló una tabla periódica. Publicó una versión parcial en 1864 que ordenaba elementos según su valencia y peso atómico, y una tabla más completa en 1868 (aunque esta se traspapeló y no se publicó hasta 1895, después de la de Mendeléiev). En 1870, Meyer publicó un influyente artículo en el que demostraba gráficamente la relación periódica entre el volumen atómico de los elementos y sus pesos atómicos, mostrando una serie de ondas que ilustraban la periodicidad. Meyer también dejó huecos en su tabla, pero no llegó a realizar predicciones tan detalladas y audaces como las de Mendeléiev.

La Tabla Periódica se convirtió rápidamente en uno de los iconos más poderosos y herramientas más útiles de la ciencia. No solo proporcionó un marco sistemático para organizar el vasto y creciente conocimiento sobre los elementos químicos, sino que también reveló relaciones profundas y patrones subyacentes entre ellos. Guió la investigación química durante décadas, estimulando la búsqueda de nuevos elementos y la revisión de las propiedades de los ya conocidos. Su capacidad para predecir la existencia y las propiedades de elementos desconocidos demostró el poder del razonamiento científico y consolidó a la química como una ciencia fundamental y predictiva.

C. El Nacimiento y Desarrollo de las Ramas de la Química

El siglo XIX no solo fue testigo de la consolidación de los principios fundamentales de la química, como la teoría atómica y la ley periódica, sino también del comienzo de su diversificación en varias ramas especializadas. A medida que el conocimiento químico se expandía y se volvía más complejo, surgieron campos de estudio dedicados a aspectos particulares de la materia y sus transformaciones.

Química Orgánica: Esta rama, centrada en el estudio de los compuestos del carbono, experimentó un desarrollo espectacular en el siglo XIX.

• Un hito crucial fue la síntesis de la urea por Friedrich Wöhler en 1828. Wöhler, al calentar cianato de amonio (una sustancia considerada inorgánica), obtuvo urea, un compuesto conocido por ser un producto del metabolismo animal y, por tanto, orgánico. Este experimento, aunque inicialmente no tuvo la intención de refutar ninguna teoría, tuvo un profundo impacto al desafiar la teoría del vitalismo. Esta teoría, ampliamente aceptada en la época, sostenía que los compuestos orgánicos poseían una "fuerza vital" inherente a los organismos vivos y, por lo tanto, no podían ser sintetizados a partir de materia inorgánica en el laboratorio. La síntesis de Wöhler demostró que esta barrera era artificial y abrió las puertas a la síntesis de una inmensa variedad de compuestos orgánicos, marcando un punto de inflexión para la química orgánica moderna.
• El rápido crecimiento en el número de compuestos orgánicos conocidos hizo imperativa la necesidad de comprender su estructura. Entre las décadas de 1850 y 1860, químicos como August Kekulé, Archibald Scott Couper y Aleksandr Butlerov desarrollaron, de forma independiente, los fundamentos de la teoría estructural.17 Esta teoría se basaba en dos postulados principales: la tetravalencia del átomo de carbono (es decir, su capacidad para formar cuatro enlaces) y la capacidad de los átomos de carbono para unirse entre sí formando cadenas y anillos. Kekulé, en 1865, propuso la famosa estructura cíclica y resonante del benceno, un avance crucial para entender la química de los compuestos aromáticos. Butlerov, por su parte, no solo introdujo el concepto de isomería estructural (la existencia de compuestos con la misma fórmula molecular pero diferentes disposiciones de los átomos y, por lo tanto, diferentes propiedades), sino que también lo demostró experimentalmente, prediciendo y sintetizando isómeros como los del butano y el pentano. La teoría estructural proporcionó un marco racional para comprender la asombrosa diversidad de los compuestos orgánicos y para predecir sus propiedades basándose en su arquitectura molecular.
• Un avance conceptual de enorme trascendencia fue la introducción de la estereoquímica en 1874. Jacobus Henricus van 't Hoff y Joseph Achille Le Bel, trabajando de forma independiente, propusieron que las cuatro valencias del átomo de carbono no se disponían en un plano, sino que estaban dirigidas hacia los vértices de un tetraedro, con el átomo de carbono en el centro.60 Esta visión tridimensional de las moléculas orgánicas permitió explicar fenómenos que eran incomprensibles desde una perspectiva bidimensional, como la actividad óptica (la capacidad de ciertas sustancias para rotar el plano de la luz polarizada) y la existencia de enantiómeros (isómeros espaciales que son imágenes especulares no superponibles entre sí, como las manos derecha e izquierda). La regla de Le Bel-Van 't Hoff, que relaciona el número de estereoisómeros posibles con el número de carbonos asimétricos (2^n, donde n es el número de centros quirales), se convirtió en una herramienta fundamental. La estereoquímica añadió, literalmente, una nueva dimensión a la química orgánica, esencial para entender la forma de las moléculas y sus interacciones específicas, un aspecto de vital importancia en los sistemas biológicos, donde la quiralidad molecular juega un papel determinante.

Química Inorgánica: Aunque el estudio de las sustancias no carbónicas (minerales, metales, ácidos, bases, sales) se remonta a la antigüedad y a la alquimia, el siglo XIX vio los inicios de su sistematización más allá de la mera descripción de propiedades.

• Un desarrollo fundamental en este campo, aunque sus principales contribuciones se extienden a principios del siglo XX, fue la teoría de la coordinación de Alfred Werner. A finales del siglo XIX, Werner comenzó a desarrollar sus ideas para explicar la estructura y el enlace en los "compuestos complejos" o "compuestos de adición molecular" (hoy conocidos como compuestos de coordinación), que eran enigmáticos para las teorías de valencia de la época.62 Werner postuló que los iones metálicos centrales en estos compuestos poseían dos tipos de valencia: una valencia primaria (que corresponde al estado de oxidación del metal y es satisfecha por iones) y una valencia secundaria (que corresponde al número de coordinación, es decir, el número de ligandos directamente unidos al metal, y es satisfecha por iones o moléculas neutras). Crucialmente, propuso que estas valencias secundarias estaban dirigidas espacialmente hacia posiciones definidas alrededor del ion metálico central (por ejemplo, adoptando geometrías octaédricas para un número de coordinación de seis, o tetraédricas o cuadradas planas para un número de coordinación de cuatro). Esta direccionalidad espacial permitió a Werner explicar la existencia de varios tipos de isomería en los compuestos de coordinación, incluyendo la isomería geométrica (cis-trans) y, notablemente, la isomería óptica en complejos que no contenían átomos de carbono asimétricos, un fenómeno que desafiaba las concepciones previas. Su trabajo, por el que recibió el Premio Nobel de Química en 1913, fue revolucionario para la química inorgánica, proporcionando un marco conceptual robusto para entender una vasta y diversa clase de compuestos y sentando las bases de la estereoquímica inorgánica.

Química Física: Esta rama emergió en el siglo XIX como un campo dedicado a aplicar los principios y métodos de la física al estudio de los fenómenos químicos. Buscaba comprender las bases físicas de las propiedades químicas y las transformaciones.

• Termodinámica Química: Los fundamentos de la termodinámica (el estudio de la energía y sus transformaciones) se establecieron en el siglo XIX, y su aplicación a la química fue un avance de enorme trascendencia. Figuras como Josiah Willard Gibbs y Hermann von Helmholtz fueron pioneros en este campo.

• Josiah Willard Gibbs, en su monumental obra "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (publicada en la década de 1870), desarrolló un riguroso marco matemático para la termodinámica química. Introdujo conceptos fundamentales como la energía libre de Gibbs (G), una función termodinámica cuya variación determina la espontaneidad de un proceso a temperatura y presión constantes y que alcanza un mínimo en el equilibrio químico. También definió el potencial químico (μ), una medida de la energía libre por mol de una sustancia, crucial para entender el equilibrio de fases y el comportamiento de las mezclas. Además, formuló la famosa regla de las fases de Gibbs (F=C−P+2), que relaciona el número de grados de libertad (F) de un sistema en equilibrio con el número de componentes (C) y el número de fases (P) presentes.
• Hermann von Helmholtz introdujo el concepto de energía libre de Helmholtz (A o F), una función termodinámica similar a la energía libre de Gibbs pero definida para procesos a volumen y temperatura constantes. También se le atribuye la ecuación de Gibbs-Helmholtz, que relaciona el cambio en la energía libre con el cambio en la entalpía y la temperatura. La termodinámica química proporcionó las herramientas teóricas para cuantificar los cambios de energía que acompañan a las reacciones químicas, predecir la dirección en la que ocurrirán espontáneamente y determinar las condiciones bajo las cuales alcanzarán el equilibrio. Esto transformó profundamente la comprensión del comportamiento químico.

• Cinética Química: El estudio de la velocidad de las reacciones químicas y los factores que la influyen comenzó a tomar forma científica en la segunda mitad del siglo XIX. El químico sueco Svante Arrhenius realizó contribuciones pioneras a finales de siglo.

• Arrhenius investigó la dependencia de la velocidad de reacción con la temperatura y propuso el concepto de energía de activación (Ea). Postuló que, para que las moléculas reaccionen al colisionar, deben poseer una energía mínima, la energía de activación, para superar una barrera energética.
• Formuló la ecuación de Arrhenius (k=Ae−Ea​/RT), que relaciona cuantitativamente la constante de velocidad de una reacción (k) con la temperatura absoluta (T), la energía de activación (Ea), la constante de los gases (R) y un factor preexponencial (A) relacionado con la frecuencia de las colisiones. La cinética química abrió la puerta al estudio cuantitativo de la velocidad de las reacciones y, fundamentalmente, al esclarecimiento de los mecanismos de reacción, es decir, la secuencia detallada de pasos elementales por los cuales los reactivos se transforman en productos.

• Electroquímica: La relación entre la electricidad y los fenómenos químicos también fue un área de intensa investigación. Michael Faraday, en la década de 1830, estableció las leyes cuantitativas de la electrólisis, demostrando que la cantidad de sustancia transformada en un electrodo es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través del sistema. A finales del siglo XIX, Walther Nernst desarrolló la teoría de la fuerza electromotriz de las celdas voltaicas (pilas) y formuló la ecuación de Nernst, que relaciona el potencial de un electrodo con las concentraciones de las especies iónicas involucradas en la reacción redox.76 Estos avances sentaron las bases de la electroquímica como una disciplina cuantitativa, con importantes aplicaciones en la producción de energía (baterías), la síntesis industrial (electrólisis del aluminio o del cloro-álcali) y el análisis electroquímico.

La consolidación de estos principios fundamentales durante el siglo XIX no fue un proceso lineal ni aislado. La interdependencia de la teoría y la experimentación fue un motor constante de avance. La teoría atómica de Dalton, por ejemplo, surgió como un intento de explicar leyes ponderales que eran generalizaciones de innumerables observaciones experimentales. A su vez, la teoría atómica estimuló nuevos experimentos y mediciones. La hipótesis de Avogadro, inicialmente de carácter teórico, se volvió indispensable para interpretar correctamente los datos experimentales de Gay-Lussac sobre los volúmenes de combinación de los gases. Fue la brillante síntesis de Cannizzaro, utilizando la hipótesis de Avogadro para dar sentido a la vasta y a menudo contradictoria masa de datos experimentales sobre pesos atómicos y densidades de vapor, lo que finalmente llevó a la aceptación de un sistema coherente de pesos atómicos.46 De manera similar, Mendeléiev y Meyer construyeron sus tablas periódicas basándose tanto en los pesos atómicos (establecidos gracias a Cannizzaro) como en la observación sistemática de las propiedades químicas de los elementos, un enorme compendio de datos experimentales.45 La espectacular confirmación experimental de las predicciones de Mendeléiev sobre elementos aún no descubiertos fue un triunfo rotundo de esta fructífera interacción entre el desarrollo teórico y la validación empírica.

Asimismo, la superación de barreras conceptuales arraigadas actuó como un poderoso catalizador del progreso químico. Descubrimientos como la síntesis de la urea por Wöhler no solo fueron importantes por sí mismos, sino porque demolieron dogmas como el vitalismo, que separaba artificialmente la química de los seres vivos de la química del laboratorio y, por ende, limitaba el alcance de la investigación. De forma análoga, la concepción predominantemente bidimensional de las moléculas orgánicas antes de Van't Hoff y Le Bel impedía una comprensión cabal de fenómenos como la isomería óptica; la introducción del carbono tetraédrico y la visión tridimensional de las moléculas abrió un campo enteramente nuevo. Incluso la resistencia inicial a aceptar ideas revolucionarias, como la hipótesis de Avogadro, ilustra cómo las barreras conceptuales pueden frenar el avance, y cómo su superación, a menudo gracias a la acumulación de evidencia y a la argumentación persuasiva (como la de Cannizzaro), puede desbloquear progresos significativos.

Finalmente, aunque el siglo XIX fue testigo del nacimiento y la diferenciación de las principales ramas de la química, es importante destacar que estas no surgieron de forma completamente aislada. Desde etapas tempranas, se observó una interconexión creciente, facilitada por la universalidad de los principios fundamentales y el desarrollo de herramientas analíticas comunes. La teoría atómica, por ejemplo, proporcionó un lenguaje común para la química orgánica e inorgánica. La termodinámica y la cinética, desarrolladas en el seno de la química física, ofrecieron marcos para entender las reacciones en todas las ramas. La teoría de la coordinación de Werner en química inorgánica aplicó conceptos espaciales y de isomería que tenían paralelos en la estereoquímica orgánica.62 La electroquímica tuvo implicaciones tanto para la síntesis inorgánica, como en los trabajos de electrólisis de Humphry Davy, como para el estudio de las propiedades de las soluciones, fundamentales para muchas áreas de la química. Esta interconexión temprana, aunque las disciplinas estaban aún definiendo sus contornos específicos, prefiguraba la naturaleza altamente interdisciplinaria que caracteriza a la química en la actualidad.

V. El Siglo XX y la Expansión de las Fronteras Químicas

El siglo XX representó una era de expansión sin precedentes para la química, marcada por descubrimientos que desvelaron la estructura íntima de la materia y la naturaleza de los enlaces químicos, así como por avances espectaculares en todas sus ramas. La física cuántica proporcionó un nuevo y poderoso marco teórico, mientras que el desarrollo de técnicas instrumentales sofisticadas revolucionó la capacidad de análisis y elucidación estructural.

A. La Estructura Íntima de la Materia: Átomos y Enlaces

A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de descubrimientos trascendentales revelaron que el átomo, lejos de ser la partícula indivisible postulada por Dalton, poseía una estructura interna compleja. El descubrimiento del electrón por J.J. Thomson en 1897, seguido por la identificación del protón como el núcleo del átomo de hidrógeno por Ernest Rutherford alrededor de 1918, y finalmente el descubrimiento del neutrón por James Chadwick en 1932, delinearon los componentes fundamentales del átomo.

El modelo atómico de Rutherford (1911), basado en sus famosos experimentos de dispersión de partículas alfa por una lámina de oro, propuso un átomo mayormente vacío, con una pequeña y densa región central cargada positivamente, el núcleo, donde se concentraba casi toda la masa, y electrones orbitando a su alrededor. Sin embargo, este modelo planetario era inestable según la física clásica, ya que los electrones en órbita deberían irradiar energía y colapsar sobre el núcleo.

Fue Niels Bohr quien, en 1913, introdujo la cuantización de la energía de Max Planck en el modelo atómico.2 Bohr postuló que los electrones solo podían ocupar órbitas discretas y estacionarias con niveles de energía específicos, y que la emisión o absorción de energía (en forma de luz o fotones) ocurría únicamente cuando un electrón saltaba entre estas órbitas cuantizadas. Este modelo explicó con éxito los espectros de líneas del átomo de hidrógeno, aunque resultó insuficiente para átomos más complejos. El concepto de isótopos, átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones y, por tanto, diferente masa atómica, fue introducido por Frederick Soddy en 1913, explicando las variaciones observadas en los pesos atómicos. Estos descubrimientos transformaron radicalmente la comprensión de la materia, sentando las bases para entender la reactividad química y la periodicidad de los elementos a un nivel mucho más fundamental.

Paralelamente a la elucidación de la estructura atómica, se avanzó enormemente en la comprensión de la naturaleza del enlace químico. Gilbert N. Lewis, en una serie de trabajos alrededor de 1916-1923, sentó las bases de la teoría moderna del enlace covalente.2 Propuso que los átomos tienden a alcanzar una configuración electrónica estable, generalmente con ocho electrones en su capa de valencia (la regla del octeto). El enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones, permitiendo a cada átomo alcanzar (o acercarse a) esta configuración estable. Lewis introdujo las estructuras de puntos de Lewis como una forma sencilla y visual de representar los electrones de valencia y los enlaces en las moléculas. Además, en 1923, extendió su teoría para definir los ácidos y bases de Lewis: un ácido de Lewis es una especie capaz de aceptar un par de electrones, mientras que una base de Lewis es una especie capaz de donar un par de electrones.2 La teoría de Lewis proporcionó un modelo conceptual simple pero extraordinariamente poderoso para visualizar y entender cómo se forman los enlaces químicos y cómo se estructuran las moléculas, lo cual es fundamental para predecir su geometría y reactividad.

El desarrollo de la química cuántica en las primeras décadas del siglo XX proporcionó una base teórica aún más profunda y rigurosa para comprender la estructura atómica y el enlace químico. La teoría cuántica, iniciada por Max Planck en 1900 con su hipótesis de la cuantización de la energía, y continuada por Albert Einstein con la explicación del efecto fotoeléctrico y el concepto de fotón (1905), fue aplicada por Niels Bohr al átomo de hidrógeno en 1913. Louis de Broglie, en 1924, propuso la revolucionaria idea de la dualidad onda-partícula para la materia, sugiriendo que partículas como los electrones también podían exhibir comportamiento ondulatorio.78 Las formulaciones matemáticas de la mecánica cuántica moderna llegaron con la mecánica matricial de Werner Heisenberg (1925) y la mecánica ondulatoria de Erwin Schrödinger (1926), cuya famosa ecuación (HΨ=EΨ) se convirtió en la herramienta fundamental para describir el comportamiento de los electrones en átomos y moléculas.

La aplicación de la mecánica cuántica a los problemas químicos fue liderada por figuras como Linus Pauling. Pauling, uno de los químicos más influyentes del siglo XX, introdujo y popularizó conceptos cruciales derivados de la mecánica cuántica para explicar el enlace químico y la estructura molecular:

• Resonancia: Concepto utilizado para describir moléculas cuya estructura electrónica no puede ser representada adecuadamente por una única estructura de Lewis, sino como un híbrido o superposición de varias estructuras contribuyentes.
• Hibridación de orbitales: Propuso que los orbitales atómicos (s, p, d) de un átomo pueden combinarse (hibridarse) para formar un nuevo conjunto de orbitales híbridos (como sp³, sp², sp) con geometrías específicas que explican las formas observadas de las moléculas.
• Electronegatividad: Definió y desarrolló una escala cuantitativa de electronegatividad, que mide la tendencia relativa de un átomo a atraer electrones hacia sí mismo cuando forma parte de un enlace químico. Su libro seminal, "The Nature of the Chemical Bond" (La Naturaleza del Enlace Químico), publicado por primera vez en 1939, se convirtió en una obra de referencia fundamental para generaciones de químicos, difundiendo estas ideas y transformando la manera de entender la química.

Paralelamente, la Teoría de Orbitales Moleculares (TOM) fue desarrollada principalmente por Friedrich Hund y Robert S. Mulliken. A diferencia de la teoría de enlace de valencia (que localiza los electrones en enlaces entre átomos específicos), la TOM describe los electrones como deslocalizados en orbitales moleculares que se extienden sobre toda la molécula. Ambas teorías, la de enlace de valencia (VB) y la de orbitales moleculares (MO), aunque con enfoques diferentes, proporcionaron marcos poderosos para interpretar la estructura electrónica y las propiedades de las moléculas. Otros científicos como Walter Heitler y Fritz London realizaron el primer tratamiento cuántico de la molécula de H₂ utilizando la teoría VB, mientras que John C. Slater introdujo el concepto de carga nuclear efectiva, y Douglas Hartree y Vladimir Fock desarrollaron el método del campo autoconsistente (SCF) para aproximar las soluciones de la ecuación de Schrödinger en sistemas polielectrónicos.

La química cuántica no solo proporcionó una comprensión teórica profunda de la estructura electrónica, la naturaleza del enlace, la geometría molecular y la reactividad, sino que también sentó las bases para el desarrollo de la química teórica y computacional, herramientas indispensables en la química moderna. Este nuevo entendimiento de la estructura atómica y del enlace químico permeó todas las ramas de la química, permitiendo explicaciones más fundamentales y predicciones más precisas.

B. Hitos en las Diversas Ramas de la Química

El siglo XX fue testigo de una explosión de conocimientos y avances en todas las ramas especializadas de la química, impulsada en gran medida por la nueva comprensión de la estructura atómica y el enlace químico, así como por el desarrollo de potentes herramientas analíticas.

Química Orgánica:

El avance más significativo en la química orgánica del siglo XX fue la elucidación detallada de los mecanismos de reacción. Si el siglo XIX había establecido la estructura de las moléculas orgánicas, el XX se dedicó a entender cómo se transformaban.

• Mecanismos de Sustitución Nucleofílica y Eliminación: Los trabajos pioneros de Sir Christopher Ingold y Edward D. Hughes en las décadas de 1920 y 1930 fueron fundamentales para clasificar y comprender las reacciones de sustitución nucleofílica y eliminación en haluros de alquilo y otros sustratos. Introdujeron la nomenclatura ahora estándar de SN1 (sustitución nucleofílica unimolecular, que procede a través de un intermediario carbocatiónico y puede llevar a la racemización) y SN2 (sustitución nucleofílica bimolecular, que ocurre en un solo paso concertado con inversión de la configuración estereoquímica). De manera análoga, caracterizaron los mecanismos de eliminación E1 (eliminación unimolecular, también vía carbocatión) y E2 (eliminación bimolecular, concertada, a menudo con una estereoquímica específica antiperiplanar). Sus estudios cinéticos y estereoquímicos proporcionaron la evidencia para estos mecanismos, que se convirtieron en pilares de la química orgánica. La comprensión de estos mecanismos permitió predecir productos, controlar la selectividad y diseñar estrategias sintéticas más racionales.
• Mecanismos de Adición Electrófila y Sustitución Electrófila Aromática: Se profundizó en la comprensión de la adición electrófila a alquenos y alquinos, confirmando la formación de intermediarios carbocatiónicos y explicando la regla de Markovnikov (formulada en el siglo XIX por Vladimir Markovnikov 90, pero cuyo fundamento mecanístico se aclaró en el XX) en términos de la estabilidad de dichos carbocationes. Los trabajos de F. C. Whitmore en la década de 1930 sobre las transposiciones de carbocationes durante estas reacciones proporcionaron evidencia crucial para los mecanismos por etapas La sustitución electrófila aromática (SEAr), fundamental para la modificación de anillos bencénicos, se entendió a través de un mecanismo que implica la formación de un intermediario catiónico estabilizado por resonancia, conocido como intermediario de Wheland o complejo sigma. Reacciones clásicas como la alquilación y acilación de Friedel-Crafts (descubiertas en el siglo XIX por Charles Friedel y James Crafts) fueron reinterpretadas y comprendidas bajo este marco mecanístico.
• Desarrollo de la Síntesis Orgánica: El conocimiento de los mecanismos de reacción, junto con el descubrimiento de nuevos reactivos y catalizadores, impulsó un avance espectacular en la síntesis orgánica. Se desarrollaron métodos para construir moléculas cada vez más complejas con alta selectividad y eficiencia. Reacciones con nombre propio como la reacción de Grignard (descubierta por Victor Grignard, Premio Nobel 1912, utilizando reactivos organomagnésicos para formar enlaces carbono-carbono) 98, la reacción de Diels-Alder (Otto Diels y Kurt Alder, Premio Nobel 1950, una cicloadición versátil para formar anillos de seis miembros) ,  la reacción de Wittig (Georg Wittig, Premio Nobel 1979, para la síntesis de alquenos a partir de aldehídos o cetonas y fosforanos)  se convirtieron en herramientas indispensables en el arsenal del químico orgánico. La química física orgánica, que aplica los principios de la química física (cinética, termodinámica, efectos electrónicos y estéricos) al estudio de las reacciones orgánicas, jugó un papel crucial en el desarrollo y la comprensión de estos procesos sintéticos.

Química Inorgánica:

• El proceso Haber-Bosch, desarrollado a principios del siglo XX por Fritz Haber y Carl Bosch, para la síntesis industrial de amoníaco a partir de nitrógeno atmosférico e hidrógeno, tuvo un impacto transformador. Al permitir la producción masiva de fertilizantes nitrogenados, revolucionó la agricultura y la producción mundial de alimentos, aunque también tuvo implicaciones en la fabricación de explosivos. Sigue siendo uno de los procesos industriales más importantes del mundo.
• La química de los boranos (hidruros de boro) fue explorada extensamente por Alfred Stock en la primera mitad del siglo XX. Estos compuestos exhiben estructuras y enlaces inusuales (como los enlaces de tres centros y dos electrones) que desafiaron las teorías de enlace convencionales. Las reglas de Wade, desarrolladas posteriormente, ayudaron a racionalizar sus diversas estructuras poliédricas (closo, nido, aracno).
• Un descubrimiento trascendental fue el de los fullerenos en 1985 por Harold Kroto, Robert Curl y Richard Smalley (Premio Nobel 1996). Identificaron el C₆₀ (buckminsterfullereno), una nueva forma alotrópica del carbono con una estructura esférica similar a un balón de fútbol, compuesta por anillos pentagonales y hexagonales. Este hallazgo abrió el vasto campo de los nanomateriales de carbono, incluyendo los nanotubos y el grafeno.
• La química organometálica, que estudia los compuestos con enlaces carbono-metal, experimentó una expansión explosiva. Aunque los primeros ejemplos se conocían desde el siglo XIX (como la sal de Zeise, los compuestos de cacodilo de Cadet, el dietilzinc de Frankland, los reactivos de Grignard y el níquel carbonilo de Mond) 98, el siglo XX vio el descubrimiento del ferroceno en 1951 (un compuesto "sándwich" de hierro entre dos anillos de ciclopentadienilo, cuya estructura fue elucidada por Geoffrey Wilkinson y Ernst Otto Fischer, Premio Nobel 1973) y el desarrollo de importantes catalizadores organometálicos para reacciones como la polimerización de olefinas (catalizadores de Ziegler-Natta, Karl Ziegler y Giulio Natta, Premio Nobel 1963) y la hidrogenación de alquenos (catalizador de Wilkinson).
• Continuó el descubrimiento y la síntesis de nuevos elementos químicos, incluyendo los gases nobles (William Ramsay, Premio Nobel 1904), el flúor (Henri Moissan, Premio Nobel 1906), elementos radiactivos como el radio y el polonio (Marie Curie, Premios Nobel 1903 en Física y 1911 en Química), y una plétora de elementos transuránicos (producidos artificialmente, con contribuciones clave de Glenn T. Seaborg y Edwin McMillan, Premios Nobel).2 La determinación precisa de los pesos atómicos, un trabajo fundamental para la tabla periódica, fue reconocida con el Premio Nobel para Theodore W. Richards en 1914.

Bioquímica:

El siglo XX fue la edad de oro de la bioquímica, desvelando las bases moleculares de la vida.

• La estructura del ADN fue elucidada en 1953 por James Watson y Francis Crick, quienes propusieron el modelo de la doble hélice basándose en los datos de difracción de rayos X obtenidos por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins (Watson, Crick y Wilkins compartieron el Premio Nobel en 1962). Este descubrimiento reveló cómo se almacena y transmite la información genética.
• La estructura de las proteínas también fue un foco central. Linus Pauling y Robert Corey, en 1951, propusieron la hélice alfa y la lámina beta como las principales estructuras secundarias de las proteínas, estabilizadas por puentes de hidrógeno entre los enlaces peptídicos. La determinación de la secuencia de aminoácidos de la insulina por Frederick Sanger (Premio Nobel 1958) y la primera estructura tridimensional de una proteína (mioglobina) por John Kendrew y Max Perutz (Premio Nobel 1962) fueron hitos cruciales.
• El código genético, es decir, la correspondencia entre las secuencias de tres nucleótidos (codones) en el ARN mensajero (ARNm) y los aminoácidos específicos que se incorporan a las proteínas, fue descifrado en la década de 1960 gracias a los trabajos de Marshall Nirenberg, Severo Ochoa, Har Gobind Khorana y otros (Premios Nobel).
• Se elucidaron las principales rutas metabólicas. La glucólisis (ruta Embden-Meyerhof-Parnas), una secuencia de diez reacciones que convierten la glucosa en piruvato con producción de ATP, fue formalmente descrita en 1940 por Otto Meyerhof, basándose en trabajos previos de Gustav Embden y Jakub Karol Parnas. El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico), la ruta central del metabolismo aerobio que oxida el acetil-CoA para generar ATP y precursores biosintéticos, fue descubierto por Sir Hans Krebs en 1937 (Premio Nobel 1953).
• La función de los genes en la codificación de proteínas fue establecida por George Beadle y Edward Tatum en la década de 1940 con su hipótesis "un gen, una enzima" (posteriormente refinada a "un gen, un polipéptido") (Premio Nobel 1958). El experimento de Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty en 1944 proporcionó evidencia concluyente de que el ADN, y no las proteínas, era el material genético.

Química Analítica:

El siglo XX se caracterizó por una revolución instrumental en la química analítica, que proporcionó herramientas cada vez más potentes para la separación, identificación y cuantificación de sustancias.

• Espectroscopia: Se desarrollaron y perfeccionaron una amplia gama de técnicas espectroscópicas, convirtiéndose en métodos rutinarios e indispensables:

• Espectroscopia Infrarroja (IR): Los trabajos pioneros de William Coblentz a principios de siglo sentaron las bases para el uso de la espectroscopia IR en la identificación de grupos funcionales en las moléculas, basándose en sus vibraciones características. El posterior desarrollo de la espectroscopia IR por transformada de Fourier (FTIR) mejoró drásticamente la sensibilidad, la velocidad de adquisición y la calidad de los espectros.
• Espectroscopia Ultravioleta-Visible (UV-Vis): Basada en la absorción de luz en las regiones UV y visible del espectro, esta técnica, fundamentada en la ley de Beer-Lambert (que relaciona la absorbancia con la concentración y el camino óptico), se convirtió en un método estándar para el análisis cuantitativo de muchas sustancias y para estudios cualitativos de compuestos con cromóforos.
• Espectroscopia de Absorción Atómica (AA): Desarrollada principalmente por el físico australiano Sir Alan Walsh en la década de 1950, la AAS se convirtió en una técnica altamente específica y sensible para la determinación cuantitativa de metales en una amplia variedad de muestras.
• Resonancia Magnética Nuclear (RMN): Descubierta independientemente por Felix Bloch y Edward Purcell en 1946 (Premio Nobel de Física 1952), la RMN evolucionó rápidamente hasta convertirse en la técnica más poderosa y versátil para la elucidación estructural de moléculas orgánicas, proporcionando información detallada sobre el entorno de los núcleos atómicos (especialmente ¹H y ¹³C). Las contribuciones de Richard R. Ernst (Premio Nobel 1991) al desarrollo de la RMN de pulsos, la transformada de Fourier y la RMN multidimensional, y de Kurt Wüthrich (Premio Nobel 2002) a la determinación de la estructura de biomoléculas en disolución mediante RMN, fueron fundamentales.
• Espectrometría de Masas (EM): Esta técnica, que mide la relación masa/carga de los iones, permite determinar con precisión la masa molecular de un compuesto y obtener información estructural a partir de sus patrones de fragmentación. Su desarrollo a lo largo del siglo XX la convirtió en una herramienta esencial en química analítica y orgánica.

• Cromatografía: Los métodos cromatográficos, que separan los componentes de una mezcla basándose en su distribución diferencial entre una fase estacionaria y una fase móvil, experimentaron un desarrollo espectacular.

• El botánico ruso Mikhail Tswett es considerado el inventor de la cromatografía a principios del siglo XX, por sus trabajos en la separación de pigmentos vegetales en columnas de adsorción.
• La cromatografía de gases (GC o CG) fue desarrollada por Archer Martin y Anthony James en 1952, permitiendo la separación y análisis de compuestos volátiles con alta eficiencia.
• La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), que utiliza altas presiones para forzar el paso de la fase móvil a través de columnas con partículas de fase estacionaria muy finas, se popularizó a partir de la década de 1970, convirtiéndose en una técnica analítica y preparativa extremadamente versátil y potente.
• Otras técnicas como la cromatografía en capa fina (TLC, desarrollada por Egon Stahl) y la cromatografía de papel (desarrollada por Martin y Synge, quienes también sentaron las bases teóricas de la cromatografía de reparto y recibieron el Premio Nobel en 1952 junto con Archer) también se establecieron como herramientas valiosas. Los métodos gravimétricos y volumétricos, pilares del análisis cuantitativo en el siglo XIX, aunque refinados, fueron progresivamente complementados y, en muchos casos, reemplazados por estos métodos instrumentales, que ofrecían mayor rapidez, sensibilidad, selectividad y capacidad de automatización. Esta revolución instrumental transformó la capacidad de los químicos para caracterizar la materia, impulsando avances en todas las demás ramas de la química y en campos aplicados.

Química de Polímeros:

El siglo XX fue la era de los polímeros sintéticos.

• El químico alemán Hermann Staudinger, en la década de 1920, propuso el revolucionario concepto de macromoléculas, argumentando que los polímeros como el caucho o el poliestireno no eran simplemente agregados coloidales de moléculas pequeñas (como se creía mayoritariamente), sino moléculas gigantes de cadena larga formadas por la unión covalente de muchas unidades repetitivas (monómeros). Sus ideas, inicialmente recibidas con escepticismo, fueron finalmente aceptadas y le valieron el Premio Nobel de Química en 1953.
• Se desarrollaron numerosos polímeros sintéticos con una amplia gama de propiedades y aplicaciones:

• La Baquelita, sintetizada por Leo Baekeland entre 1907 y 1910 mediante la condensación de fenol y formaldehído, fue el primer plástico totalmente sintético producido comercialmente. Era un material duro, aislante eléctrico y resistente al calor, utilizado en una variedad de aplicaciones.
• El caucho sintético fue objeto de intensa investigación, especialmente durante las guerras mundiales debido a la escasez de caucho natural. Se desarrollaron diversos tipos, como el hule de metilo en Alemania durante la Primera Guerra Mundial, y posteriormente los cauchos de tipo Buna (Buna-S, Buna-N).
• El Nailon (una poliamida) fue sintetizado por Wallace Carothers y su equipo en DuPont en la década de 1930 (patentado en 1938). Fue la primera fibra sintética de éxito comercial, revolucionando la industria textil y encontrando aplicaciones en paracaídas, cuerdas y otros productos debido a su resistencia y durabilidad.
• El Polietileno (PE) y el Polipropileno (PP), dos de los plásticos más utilizados en la actualidad, fueron desarrollados gracias a los trabajos de Karl Ziegler (polietileno de baja presión utilizando catalizadores organometálicos) y Giulio Natta (polipropileno isotáctico utilizando catalizadores de tipo Ziegler-Natta) en la década de 1950. Ambos compartieron el Premio Nobel de Química en 1963 por estos descubrimientos. Otros polímeros importantes incluyen el PVC (policloruro de vinilo), el poliestireno, el teflón (PTFE) y los poliésteres.

Química Teórica y Computacional:

Aunque la química cuántica proporcionó el marco teórico, su aplicación a sistemas moleculares complejos requería enormes capacidades de cálculo.

• El desarrollo de los ordenadores electrónicos a partir de la década de 1940 abrió la posibilidad de realizar cálculos químico-cuánticos aproximados.
• Se desarrollaron métodos computacionales para resolver la ecuación de Schrödinger de forma aproximada, como el método de Hartree-Fock (HF), que considera el movimiento de cada electrón en un campo promedio creado por el núcleo y los demás electrones.84 Posteriormente, se desarrollaron métodos post-Hartree-Fock para incluir la correlación electrónica.
• La Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), cuyos fundamentos se establecieron en la década de 1960 por Walter Kohn (Premio Nobel 1998) y otros, se convirtió en un método muy popular a partir de los años 80 y 90 debido a su favorable relación entre precisión y coste computacional. La DFT se basa en calcular la energía del sistema a partir de su densidad electrónica, en lugar de la compleja función de onda polielectrónica.
• El desarrollo de software especializado (paquetes de química computacional) como Gaussian (iniciado por John Pople, Premio Nobel 1998, y su grupo en 1970), GAMESS, MOPAC (para métodos semiempíricos), y programas de mecánica molecular como AMBER y CHARMM (para biomoléculas) fue crucial para hacer estos métodos accesibles a la comunidad química. El impacto de la química teórica y computacional ha sido inmenso, permitiendo modelar estructuras moleculares, predecir propiedades, estudiar mecanismos de reacción, diseñar nuevos fármacos y materiales, y complementar e interpretar datos experimentales en prácticamente todas las áreas de la química.

La mecánica cuántica actuó como un poderoso marco unificador durante el siglo XX, proporcionando el lenguaje y los conceptos fundamentales para entender la estructura y el comportamiento de la materia a nivel atómico y molecular. Su impacto se sintió en todas las ramas de la química. En química orgánica, ayudó a explicar la naturaleza de los enlaces covalentes, la aromaticidad y los mecanismos de reacción. En química inorgánica, fue esencial para comprender el enlace en los compuestos de coordinación y las propiedades de los elementos de transición. En química física, la espectroscopia y la cinética encontraron su base teórica en los principios cuánticos. Incluso la bioquímica se benefició, ya que las interacciones moleculares que gobiernan los procesos vitales son, en última instancia, de naturaleza cuántica.

Paralelamente, la revolución instrumental en la química analítica no solo transformó esta rama, sino que también actuó como un catalizador para el avance en otras áreas. La capacidad de identificar y cuantificar trazas de sustancias, de elucidar estructuras moleculares complejas con rapidez y precisión, y de seguir el curso de las reacciones en tiempo real, proporcionó a los químicos herramientas sin precedentes para la investigación. Los químicos orgánicos pudieron confirmar las estructuras de los productos de síntesis complejos, los bioquímicos pudieron aislar y caracterizar enzimas y ácidos nucleicos, y los químicos ambientales pudieron detectar contaminantes a niveles muy bajos. Esta sinergia entre el desarrollo de nuevas teorías (como la cuántica) y nuevas herramientas (como la espectroscopia y la cromatografía) fue una característica distintiva del progreso químico en el siglo XX.

La química orgánica experimentó una profunda transformación al pasar de un enfoque predominantemente descriptivo y sintético a uno cada vez más mecanístico y predictivo. La elucidación de los mecanismos de reacción (SN1, SN2, E1, E2, etc.) no fue solo un ejercicio académico, sino que proporcionó las reglas y la comprensión necesarias para diseñar síntesis más eficientes y selectivas. La capacidad de "diseñar" moléculas con propiedades específicas, ya sean fármacos, polímeros o materiales avanzados, se basó en esta comprensión fundamental de la reactividad orgánica.

En el ámbito de la bioquímica, el siglo XX fue testigo del desciframiento del "lenguaje de la vida". El descubrimiento de la estructura del ADN, la elucidación del código genético y la comprensión de cómo los genes dirigen la síntesis de proteínas revelaron los mecanismos moleculares subyacentes a la herencia, el desarrollo y la función celular. Estos avances no solo transformaron la biología, sino que también abrieron nuevas vías para la medicina (diagnóstico y tratamiento de enfermedades genéticas, desarrollo de nuevos fármacos) y la biotecnología. La bioquímica se consolidó como una disciplina en la interfaz entre la química y la biología, demostrando la profunda unidad de los procesos vitales a nivel molecular.

VI. La Química en el Siglo XXI: Innovación, Aplicaciones y Desafíos Globales

El siglo XXI hereda el vasto conocimiento y las poderosas herramientas desarrolladas en los siglos anteriores, pero también enfrenta desafíos globales sin precedentes que requieren soluciones innovadoras. La química continúa siendo una ciencia central, impulsando avances en áreas críticas como la nanotecnología, la salud, la energía, los materiales y el medio ambiente.

A. Nanociencia y Nanotecnología: La Química a Escala Mínima

La nanociencia y la nanotecnología, campos que se ocupan del estudio y la manipulación de la materia a escala nanométrica (aproximadamente de 1 a 100 nanómetros), han emergido como una de las fronteras más excitantes y prometedoras de la ciencia y la ingeniería en el siglo XXI.22 En esta escala, las propiedades de los materiales pueden cambiar drásticamente en comparación con sus contrapartes macroscópicas, debido a efectos cuánticos y al aumento de la relación superficie/volumen. La química juega un papel absolutamente fundamental en este campo, tanto en la síntesis y caracterización de nanomateriales como en la comprensión de sus propiedades y aplicaciones.

• Síntesis de Materiales Nanoestructurados: Los químicos han desarrollado una variedad de métodos "bottom-up" (construcción átomo por átomo o molécula por molécula) y "top-down" (miniaturización de estructuras más grandes) para crear una amplia gama de materiales nanoestructurados, incluyendo nanopartículas (p. ej., de oro, plata, óxidos metálicos), nanotubos de carbono, nanocables, puntos cuánticos y películas delgadas nanoestructuradas. La capacidad de controlar con precisión el tamaño, la forma, la composición y la estructura superficial de estos materiales es crucial para modular sus propiedades. El autoensamblaje molecular, donde las moléculas se organizan espontáneamente en estructuras ordenadas a nanoescala debido a interacciones específicas, es una técnica "bottom-up" particularmente poderosa y elegante.
• Innovaciones en Catálisis con Nanomateriales: Los nanomateriales han revolucionado el campo de la catálisis. Debido a su alta área superficial y a la presencia de sitios activos superficiales únicos, las nanopartículas catalíticas pueden exhibir una actividad y selectividad significativamente mayores que los catalizadores convencionales. Se utilizan en una amplia gama de reacciones químicas, desde procesos industriales a gran escala (p. ej., en la industria petroquímica para mejorar la producción de combustibles y productos químicos) hasta aplicaciones ambientales (p. ej., en convertidores catalíticos para automóviles y en la degradación de contaminantes).20 El diseño racional de nanocatalizadores, controlando su tamaño, forma y composición, permite optimizar su rendimiento y durabilidad.
• Desarrollo de Nuevos Sistemas de Liberación de Fármacos: La nanotecnología ofrece enormes promesas para la medicina, especialmente en el desarrollo de sistemas avanzados de liberación de fármacos. Las nanopartículas (como liposomas, micelas poliméricas, nanopartículas metálicas o dendrímeros) pueden encapsular fármacos, protegerlos de la degradación en el cuerpo, mejorar su solubilidad y, crucialmente, dirigirlos selectivamente a tejidos u órganos específicos (p. ej., células cancerosas). Esto permite administrar los medicamentos de manera más precisa y eficiente, aumentando su eficacia terapéutica y reduciendo los efectos secundarios en tejidos sanos.20 Las vacunas de ARNm contra la COVID-19, por ejemplo, utilizan nanopartículas lipídicas para proteger y transportar el ARNm a las células.
• Otras Aplicaciones: La nanotecnología química también está impactando en la electrónica (transistores más pequeños y rápidos, pantallas flexibles), la energía (células solares más eficientes, baterías de mayor capacidad, producción de hidrógeno), sensores (para la detección de contaminantes o biomarcadores de enfermedades), y materiales de construcción con propiedades mejoradas (mayor resistencia, autolimpieza, aislamiento térmico).

B. La Química y su Impacto Transformador en la Sociedad

La química es una ciencia omnipresente, y sus aplicaciones han transformado radicalmente la sociedad moderna, mejorando la calidad de vida, impulsando el desarrollo económico y abordando necesidades humanas fundamentales.

• Salud y Medicina: El impacto de la química en este campo es incalculable.

• Desarrollo de Fármacos: La química medicinal y farmacéutica son responsables del descubrimiento, diseño y síntesis de la gran mayoría de los medicamentos que utilizamos hoy en día. Esto incluye:

• Antibióticos (como la penicilina, descubierta por Alexander Fleming en 1928, y sus sucesores sintéticos) para combatir infecciones bacterianas.
• Antivirales para tratar infecciones como el VIH o la gripe.
• Analgésicos para aliviar el dolor.
• Vacunas, incluyendo las revolucionarias vacunas de ARNm (utilizadas contra la COVID-19) que instruyen a nuestras células para producir antígenos.
• Fármacos para enfermedades crónicas como la diabetes, enfermedades cardiovasculares y cáncer (p. ej., el Taxol, un agente quimioterapéutico).
• La terapia génica, que busca corregir defectos genéticos, a menudo utiliza vectores y moléculas diseñadas químicamente para entregar material genético a las células.

• Métodos de Diagnóstico Avanzados: La química es fundamental para el desarrollo de herramientas diagnósticas:

• Reactivos químicos para análisis de sangre, orina y otros fluidos corporales en laboratorios clínicos.
• Biosensores que pueden detectar biomarcadores específicos de enfermedades con alta sensibilidad y selectividad.
• Agentes de contraste para técnicas de imagen médica como la resonancia magnética (RM) o la tomografía computarizada (TC), que mejoran la visualización de órganos y tejidos.
• La imagen molecular, que permite visualizar procesos biológicos a nivel molecular, depende en gran medida de sondas y marcadores químicos.

• Materiales Médicos: La química de materiales ha proporcionado una amplia gama de productos biocompatibles y funcionales:

• Prótesis articulares y de miembros, implantes dentales y cardiovasculares (válvulas, marcapasos).
• Material quirúrgico como suturas, catéteres y guantes.
• Materiales para ingeniería de tejidos y medicina regenerativa.

• Agricultura y Alimentación: La química ha jugado un papel doble, crucial para aumentar la producción de alimentos, pero también con desafíos ambientales.

• Fertilizantes: El desarrollo de fertilizantes sintéticos, especialmente los nitrogenados (basados en el amoníaco del proceso Haber-Bosch), fosfatados (P) y potásicos (K) – NPK – ha sido esencial para aumentar drásticamente los rendimientos de los cultivos y alimentar a una población mundial en crecimiento.58
• Pesticidas: Se han desarrollado insecticidas, herbicidas y fungicidas para proteger los cultivos de plagas y enfermedades, reduciendo las pérdidas de cosechas. Sin embargo, su uso indiscriminado ha generado problemas de contaminación ambiental y resistencia.
• Conservación de Alimentos: La química ha proporcionado métodos para prolongar la vida útil de los alimentos y garantizar su seguridad:

• Aditivos alimentarios como conservantes (p. ej., benzoato de sodio), antioxidantes (para prevenir la rancidez de las grasas), acidulantes (p. ej., ácido cítrico), edulcorantes y colorantes.
• Envasado en Atmósfera Modificada (EAM): Técnica que modifica la composición del gas dentro del envase (p. ej., aumentando el CO₂ y disminuyendo el O₂) para ralentizar la respiración de los productos frescos, el crecimiento microbiano y las reacciones de oxidación, extendiendo su vida útil sin necesidad de tantos conservantes químicos.

• La pasteurización, un proceso térmico desarrollado por Louis Pasteur en el siglo XIX, aunque no estrictamente químico, se basa en el conocimiento de la inactivación de microorganismos y enzimas, y ha sido fundamental para la seguridad alimentaria.

• Industria y Materiales: La química es la espina dorsal de la industria moderna, proporcionando una inmensa variedad de materiales con propiedades específicas.

• Plásticos y Polímeros: Desde el polietileno (bolsas, envases), PVC (tuberías, ventanas), polipropileno (componentes de automóviles, textiles), poliestireno (aislantes, envases), hasta el nailon (textiles, piezas de ingeniería), el teflón (recubrimientos antiadherentes) y el metacrilato (acrílicos), los polímeros sintéticos han transformado prácticamente todos los aspectos de la vida moderna debido a su versatilidad, bajo costo y facilidad de procesamiento.58 Los elastómeros como el caucho natural y sintético (p. ej., neopreno) son cruciales para neumáticos y otras aplicaciones que requieren flexibilidad.
• Metales y Aleaciones: La metalurgia, que involucra procesos químicos extractivos (pirometalurgia, hidrometalurgia, electrometalurgia) y de refinado, produce metales como el hierro (y su aleación, el acero), aluminio, cobre, titanio, zinc, etc., que son fundamentales para la construcción, el transporte, la maquinaria y la electrónica. La producción de aleaciones con propiedades mejoradas (mayor resistencia, menor peso, resistencia a la corrosión) es un área clave.
• Semiconductores: La industria electrónica depende críticamente de los materiales semiconductores, principalmente el silicio de alta pureza. La fabricación de chips implica procesos químicos complejos como la purificación del silicio (a partir de arena de cuarzo), el crecimiento de cristales, la fotolitografía (para transferir patrones de circuitos a las obleas de silicio), el grabado químico y el dopaje (adición controlada de impurezas como boro o fósforo para modificar las propiedades eléctricas del silicio y crear regiones tipo n y tipo p, base de los transistores). El germanio también se utiliza en algunas aplicaciones.
• Textiles: Además de las fibras naturales (algodón, lana, seda), la química ha desarrollado una amplia gama de fibras sintéticas (nailon, poliéster, rayón, licra) con propiedades específicas como resistencia, elasticidad, impermeabilidad y facilidad de cuidado. Los tintes sintéticos, desarrollados a partir del siglo XIX, proporcionan una paleta de colores virtualmente ilimitada para la industria textil.

• Energía: La química es fundamental tanto en la producción como en el almacenamiento de energía.

• Combustibles: La química de la combustión es esencial para el uso de combustibles fósiles (gasolina, diésel, gas natural, carbón). La investigación química también impulsa el desarrollo de biocombustibles (p. ej., etanol, biodiésel) a partir de biomasa, como una alternativa más sostenible. La producción de hidrógeno como combustible limpio es un área de intensa investigación, donde la electroquímica (electrólisis del agua) y la catálisis juegan papeles clave.
• Tecnologías de Baterías: Las baterías son dispositivos electroquímicos que almacenan energía química y la convierten en energía eléctrica. La química está en el corazón de su funcionamiento y desarrollo.

• Baterías convencionales: Plomo-ácido (automóviles), alcalinas (un solo uso).
• Baterías de ion-litio: Han dominado el mercado de la electrónica portátil y los vehículos eléctricos debido a su alta densidad de energía, capacidad de recarga y ligereza. Su química involucra el movimiento de iones de litio entre un ánodo (generalmente grafito) y un cátodo (a menudo óxidos de metales de transición como LiCoO₂, LiMn₂O₄, o LiFePO₄) a través de un electrolito.
• Baterías de próxima generación: La investigación se centra en baterías con mayor densidad de energía, mayor seguridad, menor costo y mayor vida útil, como las baterías de estado sólido (con electrolitos sólidos en lugar de líquidos, lo que promete mayor seguridad y densidad energética), baterías de litio-azufre y baterías de metal-aire (como litio-aire o zinc-aire).

• Materiales para Células Solares (Fotovoltaica): La conversión directa de luz solar en electricidad depende de materiales con propiedades fotovoltaicas específicas.

• Silicio: El silicio cristalino de alta pureza sigue siendo el material dominante en las células solares convencionales. Su purificación y procesamiento son procesos químicos intensivos.
• Células sensibilizadas por colorante (DSSC): Utilizan un colorante orgánico o un complejo de metal de transición para absorber la luz, inyectando electrones en un semiconductor de banda ancha (generalmente TiO₂).
• Perovskitas: Las células solares basadas en materiales con estructura de perovskita (p. ej., haluros de plomo orgánico-inorgánicos híbridos como CH₃NH₃PbI₃) han surgido como una tecnología muy prometedora debido a su alta eficiencia de conversión de energía, bajo costo de fabricación y procesabilidad en solución. Sin embargo, enfrentan desafíos de estabilidad a largo plazo y toxicidad del plomo.

• Medio Ambiente: La química no solo ha contribuido a problemas ambientales, sino que también es esencial para encontrar soluciones.

• Tratamiento de Aguas Potables y Residuales:

• Coagulación y Floculación: Se utilizan productos químicos (coagulantes como sales de aluminio o hierro, y floculantes poliméricos) para aglomerar partículas suspendidas y coloides, facilitando su eliminación por sedimentación o filtración.
• Desinfección: Se emplean agentes químicos como el cloro (cloración), el ozono (ozonización) o la radiación UV (que induce reacciones fotoquímicas) para eliminar microorganismos patógenos del agua.
• Procesos Avanzados de Oxidación (PAO o AOPs): Utilizan radicales hidroxilo (•OH) altamente reactivos, generados por diversos métodos (p. ej., O₃/H₂O₂, UV/H₂O₂, UV/O₃, foto-Fenton, fotocatálisis heterogénea con TiO₂), para degradar contaminantes orgánicos persistentes y recalcitrantes en aguas residuales industriales y municipales, así como contaminantes emergentes.
• Otros procesos incluyen la ósmosis inversa (desalinización) 176, intercambio iónico y adsorción.

• Control de la Contaminación Atmosférica:

• Convertidores Catalíticos: Utilizados en los tubos de escape de los automóviles, emplean catalizadores (metales preciosos como platino, paladio y rodio) para convertir gases tóxicos de la combustión (CO, NOx, hidrocarburos no quemados) en sustancias menos nocivas (CO₂, N₂, H₂O).
• Depuradores de Gases (Scrubbers): Utilizan líquidos (agua o soluciones químicas) para eliminar contaminantes gaseosos (como SO₂ mediante soluciones de cal o piedra caliza) o partículas de corrientes de gases industriales.
• Otros métodos incluyen filtros de mangas, precipitadores electrostáticos y captura y almacenamiento de carbono (CAC).

• Remediación de Suelos Contaminados: Se aplican diversas técnicas químicas para limpiar suelos contaminados por metales pesados, hidrocarburos, pesticidas, etc.

• Oxidación-Reducción Química: Se utilizan agentes oxidantes (p. ej., permanganato, peróxido de hidrógeno) o reductores para transformar los contaminantes en formas menos tóxicas o móviles.
• Neutralización Química: Adición de reactivos para neutralizar contaminantes ácidos o básicos.
• Lavado Químico del Suelo: Uso de soluciones (ácidos, bases, agentes quelantes, surfactantes) para extraer los contaminantes del suelo.
• Otras técnicas incluyen la solidificación/estabilización, la desorción térmica y la vitrificación.

• Química Verde: Un enfoque filosófico y práctico para el diseño de productos y procesos químicos que reducen o eliminan el uso y la generación de sustancias peligrosas. Sus 12 principios (prevención, economía atómica, síntesis menos peligrosas, etc.) guían el desarrollo de una química más sostenible.

• Vida Cotidiana: La química está presente en innumerables productos que utilizamos a diario:

• Productos de Limpieza: Jabones y detergentes (con surfactantes como alquilbencensulfonatos de sodio), lejía (hipoclorito de sodio), limpiadores de cañerías (hidróxido de sodio/potasio, ácidos), desinfectantes (peróxido de hidrógeno, alcohol).
• Cosméticos: Cremas (con humectantes como propilenglicol o glicerina), maquillajes, perfumes, champús (con lauril sulfato de sodio), pastas dentales (con fluoruros).155
• Alimentos Procesados: La química de alimentos interviene en la adición de conservantes (benzoato de sodio, ácido cítrico), antioxidantes, colorantes, saborizantes, edulcorantes, y en la modificación de texturas. Los envases PET son polímeros sintéticos.

C. Los Grandes Retos de la Química Contemporánea

La química del siglo XXI, si bien ha alcanzado logros extraordinarios, se enfrenta a una serie de desafíos complejos y interconectados, muchos de los cuales están ligados a la sostenibilidad global, la salud y la necesidad de una comprensión más profunda y un control más preciso de la materia.

• Sostenibilidad y Química Verde: Uno de los mayores imperativos es la transición hacia una química que sea ambientalmente benigna, económicamente viable y socialmente responsable.

• Implementación Industrial de la Química Verde: Aunque los 12 principios de la química verde (como la prevención de residuos, la economía atómica, el uso de solventes y reactivos más seguros, la eficiencia energética y el uso de materias primas renovables) ofrecen un marco sólido, su adopción a gran escala en la industria química enfrenta barreras económicas (costos iniciales de reconversión), técnicas (rendimientos a veces inferiores de los procesos verdes, limitaciones de escalabilidad) y regulatorias. Superar la inercia de procesos establecidos y bien optimizados.

Obras citadas

1. Ramas de la quimica | PPT - SlideShare, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.slideshare.net/slideshow/ramas-de-la-quimica-46798582/46798582
2. Historia de la química - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_qu%C3%ADmica
3. History of chemistry - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_chemistry
4. Significant Milestones in Chemistry: A Timeline of Influential Chemists - ChemistryViews, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.chemistryviews.org/significant-milestones-in-chemistry-a-timeline-of-influential-chemists/
5. Alquimia - Qué es, historia, alquimistas y relación con la química, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://concepto.de/alquimia/
6. es.slideshare.net, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.slideshare.net/slideshow/alquimia-6590071/6590071#:~:text=viannka-,La%20alquimia%20es%20una%20antigua%20pr%C3%A1ctica%20protocient%C3%ADfica%20que%20combina%20elementos,desarrollo%20de%20la%20ciencia%20moderna.
7. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia#:~:text=Esta%20es%20la%20ley%20de,masa%20total%20de%20los%20productos%C2%BB.
8. ¿Cuáles son las aportaciones del trabajo de Lavoisier al ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://nuevaescuelamexicana.sep.gob.mx/contenido/coleccion/cuales-son-las-aportaciones-del-trabajo-de-lavoisier-al-conocimiento-cientifico/
9. Antoine Lavoisier - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier
10. Las 30 ramas de la Química (explicadas) - Psicología y Mente, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://psicologiaymente.com/cultura/ramas-quimica
11. Growth of the chemistry discipline over the last 120 years, as ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0038-23532024000600006
12. APORTES DE LA ALQUIMIA - Coggle, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://coggle.it/diagram/W9tdwznK8tSGlcCN/t/aportes-de-la-alquimia
13. Robert Boyle: the Sceptical Chymist - Think - UCCF Science Network, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://sciencenetwork.uk/think/robert-boyle-the-sceptical-chymist
14. The Sceptical Chymist - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/The_Sceptical_Chymist
15. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier#:~:text=%E2%80%8B%20Demostr%C3%B3%20que%2C%20en%20una,dos%20componentes%20ox%C3%ADgeno%20e%20hidr%C3%B3geno.
16. Ley de conservación de la materia - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia
17. BREVE HISTORIA DE LA QUÍMICA ORGÁNICA | OER Commons, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://oercommons.org/courseware/lesson/120140/overview
18. Avances en Genética - Descubrimientos sobre el ADN y los genes, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.ampligen.es/adn-genetica/avances-genetica/
19. www.educa.jcyl.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.educa.jcyl.es/crol/es/busqueda-curricular/siglo-xix-fisica.ficheros/1432650-El%20siglo%20XIX%20en%20la%20f%C3%ADsica.pdf
20. Nanotecnología: La revolución en la química del siglo XXI., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://quimicamoderna.net/nanotecnologia/promesas-desafios-nanotecnologia-quimica-siglo-xxi/
21. Materiales del futuro: lista completa definitiva - Arquitectos Barcelona, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://arquitectosbarcelona.cat/materiales-del-futuro/
22. La nanociencia y la nanotecnología: una revolución en curso, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-76532007000100006
23. Historia de la química y sus etapas: Fechas y acontecimientos - Unibetas, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://unibetas.com/historia-de-la-quimica/
24. repositorio.flacsoandes.edu.ec, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://repositorio.flacsoandes.edu.ec/bitstream/10469/11848/2/CCE-BICN-V11-N93-1960.pdf
25. ¿Quiénes eran los alquimistas? - OkDiario, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://okdiario.com/historia/quienes-eran-alquimistas-7164483
26. La alquimia árabe del Medioevo y el Renacimiento europeo, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.profezenobio.com/profesor_zenobio/cta3/content/histquimica/es.geocities.com/rdelgado01/webhistquim/6MEDIOEVOQ.htm
27. www.scielo.org.pe, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1810-634X2011000100001#:~:text=Entre%20los%20m%C3%A1s%20notables%20descubrimientos,cual%20dise%C3%B1%C3%B3%20su%20famoso%20experimento.
28. The Discoveries of Robert Boyle | Story.com, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.story.com/ai-stories/ai-historical-stories/the-discoveries-of-robert-boyle
29. AVANCES DE LA QUÍMICA ATRAVES DE LA HISTORIA - Interlab, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://interlab.mx/pdf/interes/avances-de-la-quimica.pdf
30. Orígenes y Desarrollo Histórico de la Química Inorgánica | Algor Cards, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://cards.algoreducation.com/es/content/LIiuiVTf/origenes-desarrollo-quimica-inorganica
31. La historia de la tabla periódica hasta el 17 de febrero de 1869 ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/100-preguntas-100-respuestas/la-historia-la-tabla-periodica-17-febrero-1869/
32. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON La teoría atómica de Dalton (1808)fue el primer intento para describir toda la materia en términos, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.edu.xunta.gal/centros/iesastelleiras/?q=system/files/Aspectos%20cuantitatvos%20Qu%C3%ADmica%28I%29.pdf
33. concepto.de, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://concepto.de/modelo-atomico-de-dalton/#:~:text=Postulados%20de%20la%20teor%C3%ADa%20at%C3%B3mica%20de%20Dalton,-Dalton%20propuso%20un&text=Los%20%C3%A1tomos%20de%20un%20mismo,participan%20en%20una%20reacci%C3%B3n%20qu%C3%ADmica.
34. Teorías atómicas - hiru, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.hiru.eus/es/quimica/teorias-atomicas
35. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON, LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES, LEY DE DALTON DE LAS PROPORCIONES MÚLTIPLES, DALTON, DALTÓNIDOS, DALTONISMO - Epónimos Científicos - Blogs CEU UCH, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://blog.uchceu.es/eponimos-cientificos/teoria-atomica-de-dalton-ley-de-dalton-de-las-presiones-parciales-ley-de-dalton-de-las-proporciones-multiples-dalton-daltonidos-daltonismo/
36. Modelo atómico de Dalton - Qué es y en qué consiste - Concepto, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://concepto.de/modelo-atomico-de-dalton/
37. fcen.uncuyo.edu.ar, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://fcen.uncuyo.edu.ar/upload/capitulo-3ultima-version-22.pdf
38. La química en el siglo XIX, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://andoni.garritz.com/documentos/Capitulo_1.pdf
39. www.zschimmer-schwarz.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.zschimmer-schwarz.es/noticias/numero-de-avogadro-que-es-y-que-se-sabe-de-su-descubridor/#:~:text=La%20ley%20de%20Avogadro%2C%20tambi%C3%A9n,el%20mismo%20n%C3%BAmero%20de%20mol%C3%A9culas.
40. Ley de Avogadro | Educaplus.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.educaplus.org/gases/ley_avogadro.html
41. educacionquimica.wordpress.com, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://educacionquimica.wordpress.com/tag/avogadro/#:~:text=La%20hip%C3%B3tesis%20de%20Avogadro%20establece,nombre%20ni%20determin%C3%B3%20su%20valor.
42. Avogadro, el pionero en señalar las diferencias entre átomos y moléculas - RTVE.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.rtve.es/noticias/20120713/avogadro-pionero-senalar-diferencias-entre-atomos-moleculas/546180.shtml
43. Número de Avogadro: qué es y qué se sabe de su descubridor - ZS ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.zschimmer-schwarz.es/noticias/numero-de-avogadro-que-es-y-que-se-sabe-de-su-descubridor/
44. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Stanislao_Cannizzaro#:~:text=%E2%80%8B%E2%80%8B%E2%80%8B%20Cannizzaro%20mostr%C3%B3,del%20conocimiento%20de%20sus%20calores
45. www.rade.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.rade.es/imageslib/PUBLICACIONES/ARTICULOS/V5N2-06-TEIJON_tabla%20periodica.pdf
46. Cannizzaro: químico, revolucionario y precursor de la tabla periódica* - Revista Iberoamericana de Polímeros, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://reviberpol.org/wp-content/uploads/2019/07/hq-roman2.pdf
47. EL SESQUICENTENARIO DEL PRIMER CONGRESO INTERNACIONAL DE QUÍMICOS - Revista Iberoamericana de Polímeros, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://reviberpol.org/wp-content/uploads/2019/07/hq-roman3.pdf
48. Stanislao Cannizzaro - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Stanislao_Cannizzaro
49. Organización de la tabla periódica - Escolar - ABC Color, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.abc.com.py/edicion-impresa/suplementos/escolar/organizacion-de-la-tabla-periodica-395933.html
50. 6.1: Historia temprana de la Tabla Periódica - LibreTexts Español, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://espanol.libretexts.org/Quimica/Qu%C3%ADmica_Introductoria%2C_Conceptual_y_GOB/Qu%C3%ADmica_Introductoria_(CK-12)/06%3A_La_Tabla_Peri%C3%B3dica/6.01%3A_Historia_temprana_de_la_Tabla_Peri%C3%B3dica
51. Quién fue Julius Lothar Meyer, el científico alemán que Google ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.clarin.com/internacional/julius-lothar-meyer-cientifico-aleman-google-homenajea-hoy-doodle_0_tJVhjNlLD.html
52. upra.edu, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://upra.edu/acs/brochures/Brochure_Quimica_Yorelisse_Colon.pdf
53. www.upra.edu, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.upra.edu/acs/brochures/Brochure_Quimica_Yorelisse_Colon.pdf
54. NEM, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://nemd.aprende.gob.mx/colecciones/30233
55. Elementos predichos por Mendeléyev - Wikipedia, la enciclopedia ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Elementos_predichos_por_Mendel%C3%A9yev
56. www.divulgacioncientifica.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.divulgacioncientifica.org/modules.php?name=News&file=article&sid=407#:~:text=En%201828%2C%20en%20la%20Escuela,compuesto%20org%C3%A1nico%20en%20el%20laboratorio.
57. Síntesis de Wöhler | PDF - Scribd, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.scribd.com/document/548434893/Sintesis-de-Wohler
58. Descubrimientos importantes de la química | Euroinnova, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.euroinnova.com/articulos/escuelaiberoamericana/descrubrimientos-importantes-de-la-quimica
59. Alexander Butlerov, eclipsado por su genio - Cuaderno de Cultura Científica, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://culturacientifica.com/2022/01/11/alexander-butlerov-eclipsado-por-su-genio/
60. Jacobus Henricus van 't Hoff - Linda Hall Library, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.lindahall.org/about/news/scientist-of-the-day/jacobus-henricus-van-t-hoff/
61. Le Bel–Van 't Hoff rule - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Le_Bel%E2%80%93Van_%27t_Hoff_rule
62. Teoría de Werner - Universidad Nacional de Colombia - Química de ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://red.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000189_1/teoria_de_werner.html
63. Teoría de coordinación de Werner - Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://repository.uaeh.edu.mx/revistas/index.php/prepa4/article/download/10472/10017/
64. dialnet.unirioja.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://dialnet.unirioja.es/descarga/libro/267968.pdf
65. Ecuación de Gibbs-Helmholtz - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Gibbs-Helmholtz
66. en.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Gibbs%E2%80%93Duhem_equation#:~:text=If%20multiple%20phases%20of%20matter,recover%20the%20Gibbs'%20phase%20rule.
67. Sep 27. Foundation of Chemical Thermodynamics | Geology 310—Mineralogy, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.labotka.net/310/gems/sep-27-foundation-of-chemic.html
68. en.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz_free_energy#:~:text=In%20thermodynamics%2C%20the%20Helmholtz%20free,a%20constant%20temperature%20(isothermal).
69. Helmholtz free energy - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz_free_energy
70. Gibbs–Duhem equation - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Gibbs%E2%80%93Duhem_equation
71. Gibbs Phase Rule - Unacademy, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://unacademy.com/content/gate/study-material/chemical-engineering/gibbs-phase-rule/
72. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_qu%C3%ADmica#:~:text=En%201888%2C%20el%20qu%C3%ADmico%20sueco,de%20las%20mol%C3%A9culas%20que%20colisionan.
73. Obtención y análisis de expresiones de cinética química | Mundo ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.mundonano.unam.mx/ojs/index.php/nano/article/view/69638/61605
74. The Arrhenius equation (video) | Kinetics - Khan Academy, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:kinetics/x2eef969c74e0d802:activation-energy-and-reaction-rate/v/arrhenius-equation
75. Svante August Arrehenius (1859-1927) was a Swedish Chemist and ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.sas.upenn.edu/~lindamf/Arrhenius.htm
76. Historia de la electroquímica - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_electroqu%C3%ADmica
77. La electroquímica explicada: De los Fundamentos a las Aplicaciones - Macias Sensors, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://maciassensors.com/es/fundamentos-y-aplicaciones-de-la-electroquimica/
78. Física del siglo XX: Cuántica | EL GATO DE SCHRÖDINGER. Blog de física y química. - Gobierno de Canarias, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/mramrodp/?p=2436
79. Historia de la química cuántica | Educación Química - Elsevier, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.elsevier.es/es-revista-educacion-quimica-78-articulo-historia-quimica-cuantica-S0187893X14705555
80. Historia de la espectroscopia - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_espectroscopia
81. Química cuántica | Los Avances de la Química. Educación Científica (y algo de Historia …)., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://educacionquimica.wordpress.com/tag/quimica-cuantica/
82. Linus Pauling (1901-1994), fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://educacionquimica.wordpress.com/2012/03/03/linus-pauling-1901-1994/
83. revistas.unam.mx, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://revistas.unam.mx/index.php/req/article/download/66738/58636/194246
84. Química Cuántica Computacional., fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.doctoradoquimed.es/asigDocument/2011/2/Qu%C3%ADmica%20Cu%C3%A1ntica%20Computacional.pdf
85. Reacciones de sustitución y eliminación | Química orgánica | Khan ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.khanacademy.org/science/organic-chemistry/substitution-elimination-reactions
86. www.rsc.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.rsc.org/images/Historical%20profile_tcm18-138980.pdf
87. Sir Christopher (Kelk) Ingold - MSU Chemistry, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.chemistry.msu.edu/faculty-research/portraits/ingold-christopher.aspx
88. Mechanism of the E2 Reaction - Master Organic Chemistry, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.masterorganicchemistry.com/2012/09/27/the-e2-mechanism/
89. E1 vs E2: Comparing the E1 and E2 Reactions - Master Organic Chemistry, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.masterorganicchemistry.com/2012/10/10/comparing-the-e1-and-e2-reactions/
90. Markovnikov rule | Addition of Hydrogen, Alkenes, Alkanes - Britannica, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.britannica.com/science/Markovnikov-rule
91. Markovnikov's rule - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Markovnikov%27s_rule
92. 7.11 Evidence for the Mechanism of Electrophilic Additions: Carbocation Rearrangements - NC State University Libraries, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://ncstate.pressbooks.pub/organicchem/chapter/evidence-for-the-mechanism-of-electrophilic-additions-carbocation-rearrangements/
93. Hydrohalogenation of Alkenes and Markovnikov's Rule - Master Organic Chemistry, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.masterorganicchemistry.com/2013/02/08/markovnikovs-rule-1/
94. Electrophilic aromatic substitution - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Electrophilic_aromatic_substitution
95. Electrophilic Aromatic Substitution Mechanism - Master Organic Chemistry, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.masterorganicchemistry.com/2017/11/09/electrophilic-aromatic-substitution-the-mechanism/
96. (PDF) Friedel-Crafts Reaction: Theoretical Study of the Mechanism of Benzene Alkylation with Isopropyl Chloride Catalyzed by AlCl3 and Al2Cl6 - ResearchGate, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.researchgate.net/publication/362020312_Friedel-Crafts_Reaction_Theoretical_Study_of_the_Mechanism_of_Benzene_Alkylation_with_Isopropyl_Chloride_Catalyzed_by_AlCl3_and_Al2Cl6
97. Friedel–Crafts reaction - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Friedel%E2%80%93Crafts_reaction
98. QUÍMICA ORGANOMETÁLICA, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/199261/1/OM-Qu%C3%ADmica%20Organomet%C3%A1licaJunio2023.pdf
99. Reacción orgánica - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_org%C3%A1nica
100. Reacción de Diels-Alder - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_de_Diels-Alder
101. dash.harvard.edu, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://dash.harvard.edu/server/api/core/bitstreams/7312037e-0212-6bd4-e053-0100007fdf3b/content#:~:text=Physical%2Dorganic%20chemistry%20was%20an,a%20broad%20range%20of%20applications
102. Physical-Organic Chemistry: A Swiss Army Knife - Harvard DASH, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://dash.harvard.edu/server/api/core/bitstreams/7312037e-0212-6bd4-e053-0100007fdf3b/content
103. www.elcato.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.elcato.org/heroes-del-progreso-parte-2-fritz-haber-y-carl-bosch#:~:text=El%20descubrimiento%20del%20proceso%20Haber,creciente%20poblaci%C3%B3n%20del%20planeta%20tierra.
104. www.uhu.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.uhu.es/revista-uhuniverso/archivos/23-24_Invierno_Molecular-HBP.pdf
105. 15.4.1: Boranes - LibreTexts Español, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://espanol.libretexts.org/Quimica/Qu%C3%ADmica_Inorg%C3%A1nica/Mapa%3A_Qu%C3%ADmica_Inorg%C3%A1nica_(LibreTextos)/15%3A_Paralelismos_entre_el_Grupo_Principal_y_la_Qu%C3%ADmica_Organomet%C3%A1lica/15.04%3A_Compuestos_de_Cluster/15.4.01%3A_Boranes
106. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Fullereno#:~:text=Desde%20su%20descubrimiento%2C%20las%20propiedades,)%2C%20cuya%20medida%20es%20ca.
107. Fullerenos: Estructura, Propiedades | StudySmarter, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.studysmarter.es/resumenes/quimica/quimica-fisica/fullerenos/
108. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Historia_de_la_qu%C3%ADmica_organomet%C3%A1lica#:~:text=El%20siglo%20XIX%20est%C3%A1%20marcado,1840%2C%20que%20%C3%A9l%20llamaba%20alcarsinas.
109. Los Premios Nobel en Química Inorgánica - ANCEFN, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.ancefn.org.ar/user/FILES/PUBLICACIONES/Los_Premios_Nobel_en_Quimica_Inorganica.pdf
110. Historia de la Biología Molecular - La Micropipeta, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://lamicropipeta.com/historia-de-la-biologia-molecular/
111. revistas.unam.mx, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://revistas.unam.mx/index.php/req/article/download/66501/58383
112. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Linus_Pauling#:~:text=Pauling%20descubri%C3%B3%20la%20estructura%20de,Dewey%20Watson%20(1928%2D)%20y
113. Hélice alfa - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice_alfa
114. Glucólisis - Concepto, fases, funciones e importancia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://concepto.de/glucolisis/
115. digibug.ugr.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://digibug.ugr.es/bitstream/handle/10481/99542/CICLO%20DE%20KREBS.pdf?sequence=1&isAllowed=y
116. La Química Orgánica | ORGÁNIC CHEMISTRY, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.quimicaorganica.net/
117. espectroscopios [4], fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.uv.es/~bertomeu/material/museo/instru/espectro4.htm
118. La espectroscopia y su tecnología: Un repaso histórico y su importancia para el siglo XXI, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.lajpe.org/dec15/4602_Gonzalez.pdf
119. UV-Vis | Aplicaciones del espectrómetro UV-Vis | | Thermo Fisher ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.thermofisher.com/cl/es/home/industrial/spectroscopy-elemental-isotope-analysis/molecular-spectroscopy/uv-vis-spectrophotometry/applications.html
120. Espectroscopia ultravioleta-visible: conceptos básicos | METTLER TOLEDO, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.mt.com/es/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/uv-vis-spectroscopy/uvvis-spectroscopy-explained.html
121. 1.4: Introducción a la Espectroscopia de Absorción Atómica ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://espanol.libretexts.org/Quimica/Qu%C3%ADmica_Anal%C3%ADtica/M%C3%A9todos_F%C3%ADsicos_en_Qu%C3%ADmica_y_Nano_Ciencia_(Barron)/01%3A_An%C3%A1lisis_Elemental/1.04%3A_Introducci%C3%B3n_a_la_Espectroscopia_de_Absorci%C3%B3n_At%C3%B3mica
122. ¿Conoces las aplicaciones de una absorción atómica en el análisis de alimentos?, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.solinsa.mx/conoces-las-aplicaciones-de-una-absorcion-atomica-en-el-analisis-de-alimentos
123. www.mncn.csic.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.mncn.csic.es/docs/repositorio/es_ES/investigacion/cromatografia/principios_de_cromatografia.pdf
124. La Cromatografía Liquida… - A&C Scientific SAC, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.acssac.com/2017/06/06/novel-technologies/
125. ¿Qué es la cromatografía de gases? ¿En qué consiste? - Orozco Lab, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.orozcolab.info/que-es-la-cromatografia-de-gases
126. revistas.ucm.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://revistas.ucm.es/index.php/anhm/article/download/38627/37351
127. Historia - Todo En Polímeros, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://todoenpolimeros.com/historia/
128. ¿Cuándo se inventó el plástico? Explicación cronológica - Yelkenciler, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.yelkenciler.com/es/cuando-se-invento-el-plastico-explicacion-cronologica/
129. Ab Initio Methods and Hartree-Fock Theory - Solubility of Things, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.solubilityofthings.com/ab-initio-methods-and-hartree-fock-theory
130. cdn.fortunejournals.com, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://cdn.fortunejournals.com/articles/brief-history-of-electronic-structure-calculations-in-computational-chemistry.pdf
131. Computational Chemistry: Methods and Applications | Solubility of Things, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.solubilityofthings.com/computational-chemistry-methods-and-applications
132. Computational chemistry - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Computational_chemistry
133. Simulación molecular: una herramienta clave para la ciencia y la ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.unia.es/vida-universitaria/blog/simulacion-molecular-una-herramienta-clave-para-la-ciencia-y-la-tecnologia
134. dialnet.unirioja.es, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/8883861.pdf
135. fecha de acceso: enero 1, 1970, https://www.doctoradoquimed.es/asigDocument/2011/2/Qu%C3%ADmica%20Cu%C3%A1ntica%20Computacional.pdf
136. fecha de acceso: enero 1, 1970, https://www.solubilityofthings.com/ab-initio-methods-and-hartree-fock-theory/
137. fecha de acceso: enero 1, 1970, https://www.solubilityofthings.com/computational-chemistry-methods-and-applications/
138. Gaussian (software) - Wikipedia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Gaussian_(software)
139. GAMESS: Open Source Quantum Chemistry Software | Ames Laboratory, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.ameslab.gov/gamess-open-source-quantum-chemistry-software
140. CHARMM: The Biomolecular Simulation Program - PMC - PubMed Central, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2810661/
141. Essentials Of Computational Chemistry: Theories And Models | Request PDF, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.researchgate.net/publication/51986780_Essentials_Of_Computational_Chemistry_Theories_And_Models
142. CHARMM at 45: Enhancements in Accessibility, Functionality, and Speed - NREL, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.nrel.gov/docs/fy25osti/91515.pdf
143. fecha de acceso: enero 1, 1970, https://www.osti.gov/servlets/purl/10170982
144. La Nanotecnología | 2025 - Cesuma, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.cesuma.mx/blog/aplicaciones-y-desafios-de-la-nanotecnologia.html
145. NANOMEDICINA - Fundación Instituto Roche, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.institutoroche.es/static/archivos/Informes_anticipando_2021_NANOMEDICINA_RGB.pdf
146. Desarrollo, aplicaciones y desafíos de la nanomedicina - Infodir, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://revinfodir.sld.cu/index.php/infodir/article/download/1216/1572
147. 7 avances recientes en el estudio y aplicación del ARN mensajero ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.onelab.com.ar/7-avances-recientes-en-el-estudio-y-aplicacion-del-arn-mensajero
148. Nanomateriales en construcción: una revolución para el siglo XXI, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.aimplas.es/blog/nanomateriales-en-construccion-una-revolucion-para-el-siglo-xxi/
149. La industria química en sector salud, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.hco.com/es/insights/la-industria-quimica-su-importancia-en-sector-salud
150. Terapias de ARN y su impacto transformador en la medicina de precisión - Oligofastx, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://oligofastx.com/es/terapias-de-arn-y-su-impacto-transformador-en-la-medicina-de-precision/
151. Revolucionando la Medicina: Los retos y futuro de las terapias ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://blog.pqegroup.com/es-es/cumplimiento-gxp/revolucionando-la-medicina-los-retos-y-futuro-de-las-terapias-avanzadas
152. Innovaciones Químicas: Logros Destacados de las Principales ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.thesmartcityjournal.com/es/articulos/innovaciones-quimicas-logros-destacados-de-las-principales-facultades-de-quimica
153. Impacto ambiental de la agricultura - Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Impacto_ambiental_de_la_agricultura
154. Perspectivas para el medio ambiente - Agricultura mundial: hacia ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.fao.org/4/y3557s/y3557s11.htm
155. Voxquimia en la vida cotidiana: Productos químicos que usamos ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://voxquimia.com/voxquimia-en-la-vida-cotidiana-productos-quimicos-que-usamos-todos-los-dias/
156. Sustancias químicas de uso cotidiano las cuales son tóxicas y ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa3/n1/m13.html
157. Beneficios de la atmósfera modificada para los alimentos, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://tecnoembalaje.com/beneficios-de-la-atmosfera-modificada-para-los-alimentos/
158. Atmósfera modificada - Cómo conservar alimentos envasados - Gasex, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://gasex.cl/agroindustria/atmosfera-modificada/
159. Polímeros y Macromoléculas: Aplicaciones en la Industria - Inspenet, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://inspenet.com/articulo/polimeros-y-macromoleculas-tipos-y-ejemplos/
160. Contenidos Tema 5: Materiales plásticos, textiles, pétreos y cerámicos - Google Docs, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://docs.google.com/document/d/1nRjtxt1cNq5DQAbrIrntDScnb6GEr2Pr7XmAfdsq8EM/preview?hgd=1
161. Metalurgia, lo que debes saber sobre este sector - Bericht, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.bericht.es/metalurgia-todo-lo-que-debes-saber-sobre-este-sector/
162. ¿Qué es la metalurgia? Conoce sus tipos y procesos - Inoxidables Victoria, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://inoxidablesvictoria.com/blog/que-es-la-metalurgia-tipos-y-procesos/
163. es.wikipedia.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)#:~:text=En%20la%20producci%C3%B3n%20de%20semiconductores,tipo%20de%20semiconductores%20a%20dopar.
164. Los procesos químicos podrían hacer que la fabricación de ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://octopart.com/es/pulse/p/chemical-processes-sustainable-semiconductor-manufacturing
165. Descubre el fascinante proceso de fabricación de chips de silicio - Toolify.ai, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.toolify.ai/es/hardwarees/descubre-el-fascinante-proceso-de-fabricacin-de-chips-de-silicio-3025323
166. Fases de elaboración semiconductores - Wafer PROCESAMIENTO - Professional Plastics, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.professionalplastics.com/es/SemiconductorProcessing.html
167. www.acs.org, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/outreach/celebrating-chemistry/2024-ccew/celebrating-chemistry-ccew-2024-spanish.pdf
168. ¿Qué es el almacenamiento de energía? Una guía completa, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://solarbatterymanufacturer.com/es/que-es-el-almacenamiento-de-energia/
169. Los desafíos de la electroquímica: Retos actuales - Adrian Mercado, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.adrianmercado.com.ar/blog/los-desafios-de-la-electroquimica-retos-actuales/
170. Baterías para placas solares: Funcionamiento y panorama actual, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.enlight.mx/blog/baterias-para-placas-solares-funcionamiento-y-panorama-actual
171. Batería de estado sólido - Explicación | Microtex 2021, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://microtexindia.com/es/bateria-de-estado-solido/
172. Alimentando el futuro: Explorando las nuevas tecnologías de ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://espanol.noahchemicals.com/blog/exploracion-de-nuevas-tecnologias-de-baterias-para-revolucionar-el-almacenamiento-de-energia/
173. ¿Qué son las células solares de perovskita?, ¿Son el futuro? - Cambio Energético, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.cambioenergetico.com/blog/celulas-solares-perovskita/
174. Luz más eficiente : Revista Pesquisa Fapesp, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://revistapesquisa.fapesp.br/es/luz-mas-eficiente/
175. Coagulación, floculación y separación | SSWM - Find tools for sustainable sanitation and water management!, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://sswm.info/es/gass-perspective-es/tecnologias-de-agua-y-saneamiento/tecnologias-de-abastecimiento-de-agua/coagulaci%C3%B3n%2C-floculaci%C3%B3n-y-separaci%C3%B3n
176. Potabilización del agua | ACCIONA | BUSINESS AS UNUSUAL, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.acciona.com/es/tratamiento-de-agua/potabilizacion
177. Tratamiento de aguas residuales: Procesos de oxidación avanzada - AIMPLAS, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.aimplas.es/blog/tratamiento-aguas-residuales-procesos-oxidacion-avanzada/
178. OXIDACIÓN QUIMICA Y AVANZADA PARA AGUAS RESIDUALES ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.nyfdecolombia.com/aguas-residuales/oxidacion-quimica-y-avanzada-para-aguas-residuales-industriales
179. Liberar el poder de los procesos de oxidación avanzados (POA) en ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://es.genesiswatertech.com/entrada-en-el-blog/c%C3%B3mo-implementar-procesos-de-oxidaci%C3%B3n-avanzados-en-el-tratamiento-de-aguas-residuales/
180. Procesos Avanzados de Oxidación para la Eliminación de Contaminantes del Agua, una Revisión - Universidad de Guanajuato, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.jovenesenlaciencia.ugto.mx/index.php/jovenesenlaciencia/article/download/4584/4061/14596
181. ¿Qué son los gases de combustión? Información básica | Filtro ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.intensiv-filter-himenviro.com/es/composicion-de-los-gases-de-combustion-impacto-ambiental-y-soluciones-avanzadas-de-tratamiento/
182. Métodos de reducción de emisiones ... - Revistas SENA, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://revistas.sena.edu.co/index.php/rtyp/article/download/1557/1719
183. Oxidación catalítica para la eliminación de COVs - Condorchem Enviro Solutions, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://condorchem.com/es/oxidacion-catalitica/
184. ¿Qué es la mitigación del cambio climático y por qué es urgente ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://climatepromise.undp.org/es/news-and-stories/que-es-la-mitigacion-del-cambio-climatico-y-por-que-es-urgente
185. Captura y almacenamiento del carbono | Citizens' Climate Lobby, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://citizensclimatelobby.org/es/captura-y-almacenamiento-de-carbono/
186. Remediación de Suelos - Tipos de suelo y sus cuidados - Respel.cl, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.respel.cl/ResiduosPeligrosos/remediacion-de-suelos-contaminacion-del-suelo/
187. Recuperación de suelos contaminados: métodos y tecnologías - Inteco Astur, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.intecoastur.com/blog/recuperacion-de-suelos-contaminados-metodos-y-tecnologias/
188. Química verde: un nuevo enfoque para el cuidado del medio ambiente, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2009000400004
189. 12 principios de la química verde: lógralos con las soluciones de ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://blog.latamib.veolia.com/es/12-principios-de-la-quimica-verde-logralos-con-las-soluciones-de-veolia
190. QUÍMICA VERDE: UN NUEVO RETO - SciELO Colombia, fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0124-81702011000200009
191. www.jovenesenlaciencia.ugto.mx, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.jovenesenlaciencia.ugto.mx/index.php/jovenesenlaciencia/article/download/4125/3608
192. 25 AÑOS DE LA QUÍMICA VERDE, ¿QUÉ LA DETIENE? | Curso de ..., fecha de acceso: mayo 11, 2025, http://blog.pucp.edu.pe/blog/qv151mq/2017/04/27/25-anos-de-la-quimica-verde-que-la-detiene/
193. Investigando el cambio climático: retos y soluciones | madrimasd, fecha de acceso: mayo 11, 2025, https://www.madrimasd.org/notiweb/investigando-cambio-climatico-retos-soluciones