FOTOQUIMICA

La fotoquímica, una subdisciplina de la química, es el estudio de las interacciones entre átomos, moléculas pequeñas, y la luz (o radiación electromagnética).
Como en la mayoría de las disciplinas científicas, la fotoquímica utiliza el sistema métrico decimal para sus mediciones. Unidades importantes y constantes que aparecen regularmente incluyen metros, segundos, hertz, joules, moles, la constante universal de los gases ideales R, y la constante de Boltzmann. Estas unidades y constantes se integran también al campo de la fisicoquímica.
La primera ley de la fotoquímica, conocida como la ley de Grotthus-Draper (por los químicos Theodor Grotthuss y John W. Draper), establece que la luz debe ser absorbida por una sustancia química para que dé lugar a una reacción fotoquímica.
La segunda ley de la fotoquímica, la ley de Stark-Einstein, establece que para cada fotón de luz absorbido por un sistema químico, solamente una molécula es activada para una reacción fotoquímica. Esto es también conocido como la ley de la fotoequivalencia y fue derivada por Albert Einstein en el momento en que la teoría cuántica de la luz estaba siendo desarrollada.
La fotoquímica puede ser introducida como una reacción que procede con la absorción de luz. Normalmente, una reacción (no sólo una reacción fotoquímica) ocurre cuando una molécula gana la energía de activación necesaria para experimentar cambios. Un ejemplo de esto es la combustión de la gasolina (un hidrocarburo) en dióxido de carbono y agua. Esta es una reacción química en la que una o más moléculas o especies químicas se transforman en otras. Para que esta reacción se lleve a cabo debe ser suministrada energía de activación. La energía de activación es provista en la forma de calor o una chispa. En el caso de las reacciones fotoquímicas, es la luz la que provee la energía de activación.
La absorción de un fotón de luz por una molécula reactiva puede además permitir que ocurra una reacción no sólo llevando la molécula a la energía de activación necesaria, sino también cambiando la simetría de la configuración electrónica de la molécula, permitiendo un camino de reacción de otra forma inaccesible, tal como lo describen las reglas de selección de Woodward-Hoffman. Una reacción de cicloadición de 2+2 es un ejemplo de una reacción pericíclica que puede ser analizada utilizando estas reglas o por la relacionada teoría del orbital molecular.

QUIMICA ORGANOMETALICA

La química organometálica es el estudio de los compuestos químicos con enlaces entre un átomo de carbono y un átomo metálico, de su síntesis y reactividad. En este contexto, el término "metal" se define de forma muy laxa, e incluye elementos como el silicio o el boro, que no son metálicos sino metaloides.
La química organometálica combina aspectos de la química orgánica y de la química inorgánica. Tiene importancia en catálisis, en el refinamiento del petróleo y en la producción de polímeros orgánicos.

QUIMICA ANALITICA

La química analítica (proviene del latín: Ana = de abajo hacia arriba, Lísis=desmembrar, destruir) y es la parte de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos.
Los métodos que emplea el análisis químico pueden ser:
Métodos químicos (se basan en reacciones químicas) o clásicos:
análisis volumétrico
análisis gravimétrico
Métodos fisicoquímicos (se basan en interacciones físicas) o instrumentales:
métodos espectrométricos
métodos electroanalíticos
métodos cromatográficos
Los métodos químicos han sido utilizados tradicionalmente, ya que no requieren intrumentos muy complejos (tan sólo pipetas, buretas, matraces, balanzas entre otros) Los métodos fisicoquímicos, sin embargo, requieren un intrumental más sofisticado, tal como equipos de cromatografía, cristalografía, etc.
El estudio de los métodos químicos está basado en el equilibrio químico, que puede ser de los siguientes tipos:
equilibrio ácido-base
equilibrio redox
equilibrio de solubilidad
equilibrio de complejos

GEOQUIMICA

La geoquímica es la rama de la geología y de la química que estudia la composición y el comportamiento químico de la Tierra, determinando la abundancia absoluta y relativa de los elementos químicos, distribución y migración de los elementos entre las diferentes partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biósfera y geósfera) utilizando como principales muestras minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, intentando determinar las leyes o principios en las cuales se basa tal distribución y migración. Sus objetivos son:
Determinar la abundancia absoluta y relativa de los elementos y sus especies químicas en los diferentes sistemas naturales de la Tierra.
Estudio de la distribución y migración de los elementos en las diferentes partes que conforman la Tierra (litosfera, atmósfera, hidrosfera, biosfera), con el objeto de obtener información sobre los principios que gobiernan la migración y distribución de los elementos (entre los diferentes sistemas naturales).
Su aprovechamiento para el bienestar social:
Obtener recursos naturales para el beneficio de la humanidad.
El estudio de la calidad del ambiente y como evitar continuar contaminándolo y mantenerlo para el beneficio de la humanidad.

QUIMICA NUCLEAR

La Química nuclear es la que se ocupa del estudio de las transmutaciones y transformaciones de los núcleos atómicos, del mismo modo que la Química molecular atiende al estudio de las moléculas.
Las transformaciones nucleares se pueden producir de una manera espontánea, mediante emisión de radiaciones a o /3, verificándose un desplazamiento de dos lugares hacia la izquierda en el sistema periódico en el primer caso (emisión a), y de uno a la derecha en el segundo (emisión a), según la ley de corrimiento de Frederick Soddy. La captura por el núcleo de un electrón de las capas electrónicas K, L, M..., da lugar a la conversión de un protón en neutrón, lo que significa también un desplazamiento hacia la izquierda en el sistema periódico. La más frecuente es la captura K, proceso inverso a la creación K o incorporación de una partícula /3 a la K inmediata al núcleo. En un sentido amplio, a la Química nuclear le corresponde el estudio de las transformaciones radiactivas espontáneas, radioelementos naturales, elementos transuránidos, y efectos y separaciones isotópicos. También incluye el estudio de una serie de notables aplicaciones geoquímicas, geológicas y astrofísicas, acciones químicas de las radiaciones ionizantes, efectos biológicos de las radiaciones, fenómenos de fluorescencia y coloración inducidos, indicadores radiactivos, cambios isotópicos, así como aplicaciones analíticas, electroquímicas, bioquímicas y fisiológicas, técnicas e industriales, etc. Es de gran interés un aspecto de la Química nuclear que se refiere al estudio de las reacciones en que se producen elementos nuevos. Así, de la colisión de una partícula alfa (a) con un núcleo de nitrógeno, hay la posibilidad de dos procesos que dejan libre un protón: (1) ZN+ZHe -~ 13C+ZH+iH
(2) ZN +Z He 180 + 111-1
En (1) la desintegración se realiza sin que la partícula alma quede ligada definitivamente; en (2) se efectúa la captura de la partícula alfa y queda suelto un protón. En estas ecuaciones, los índices superiores representan las masas nucleares; y los inferiores, las cargas nucleares de las distintas partículas; además, la suma de los índices superiores y la de los índices inferiores de cada miembro de estas ecuaciones han de ser iguales.
La desintegración del aluminio tambien se verifica con producción de protones:I7A1+ZHe _> 30Si+lHEl neutrón se produce bombardeando con partículas a el berilio: 49Be+ZHe --> I2C+In Estas transmutaciones, originadas por partículas a, producen núcleos estables; sin embargo, la mayoría de los elementos dan isótopos inestables al ser bombardeados por neutrones que han sido retardados, mediante su paso a través de agua o de parafina. La Química nuclear está estrechamente relacionada con la Física nuclear, pero con métodos y problemas propios.

PETROQUIMICA

Petroquímica es la extracción de cualquier sustancia química a partir de combustibles fósiles. Estos incluyen combustibles fósiles purificados como el metano, el propano, el butano, la gasolina, el queroseno, el gasoil, el combustible de aviación, así como pesticidas, herbicidas, fertilizantes y otros artículos como los plásticos, el asfalto o las fibras sintéticas.
La petroquímica: industria dedicada a obtener derivados químicos del gas. Los productos petroquímicos incluyen todas las sustancias químicas que se extraen de el petróleo. La industria petroquímica moderna data del siglo XIX, y se fabrican a partir de productos no petrolíferos. La mayor parte de los productos petroquímicos se fabrican a partir de un número relativamente pequeño de hidrocarburos, entre propeno, butadieno y aromáticos.

ELECTROQUIMICA

La electroquímica es una rama de la química que estudia las reacciones que toman lugar en la interfase de un conductor eléctrico, donde el electrodo está compuesto de un metal o un semiconductor, (incluyendo el grafito) y un conductor iónico (el electrolito).
Si una reacción química es causada por un voltaje externo, o si el voltaje es causado por una reacción química, como lo que sucede en una batería, se trata de una reacción electroquímica. Por lo general la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde las reacciones de reducción-oxidación ocurren en dos compartimentos separados. La transferencia directa de cargas de una molécula a otra no es de interés en la electroquímica. Dentros de las celdás electroquímicas están las gálvanicas, en la cuál se puede distinguir las etapas de reducción y oxidación. La oxidación ocurre en el ánodo(+)a través de este la sustancia pierde electrones, en el caso de la reducción sucede todo lo contrario, o sea, en él cátodo(-) gana electrones. El agente oxidante se reduce y el reductor se oxida.

QUIMICA COMPUTACIONAL

La química computacional es una rama de la química teórica y de la química cuántica. El objetivo de la química computacional es producir y utilizar programas informáticos para el estudio de las propiedades (como energía, momento dipolar, frecuencias de vibración) de moléculas y, en menor medida, sólidos extendidos. También se usa para cubrir áreas de solapamiento entre la informática y la química.
En química teórica, los químicos y los físicos desarrollan algoritmos y teorías que permiten predicciones precisas de propiedades atómicas o moleculares, o caminos para las reacciones químicas. Los químicos computacionales usan los programas y metodologías existentes y los aplican a problemas químicos específicos.

QUIMICA AMBIENTAL

La química ambiental, denominada también química medioambiental es la aplicación de la química al estudio de los problemas y la conservación del ambiente. En la química de la atmósfera, a medida que la comunidad internacional presta más atención a las tesis del ecologismo (con acuerdos internacionales como el protocolo de Kioto para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero), esta disciplina cobra más y más importancia.
El desarrollo de esta disciplina mostró las graves consecuencias que tuvo para la capa de ozono el uso generalizado de los clorofluorocarbonos. Tras las experiencias con la lluvia ácida, la combinación de química medioambiental e ingeniería química resultó en el desarrollo de los tratamientos para limitar las emisiones de las fábricas.
También la química medioambiental se ocupa de los procesos, reacciones, evolución e interacciones que tienen lugar en las masas de agua continentales y marinas por el vertido de contaminantes antropogénicos. Asimismo, estudia los tratamientos de dichos vertidos para reducir su carga dañina.
También hay interacción entre la llamada Química verde o Química sostenible y la preservación del ambiente, pues aquella estudia optimizar los procesos productvos químicos, eliminando productos secundarios, empleando condiciones menos agresivas (de presión y temperatura, de tipo de disolvente).
La quimica ambiental se encarga de realizar la supervisión de los proyectos industriales, teniendo en cuenta el impacto ambiental.

QUIMICA FISICA

La Fisicoquímica es una rama de la química que estudia la materia empleando conceptos físicos.
De acuerdo al renombrado químico estadounidense Gilbert Lewis, "La Físico química es cualquier cosa interesante", probablemente refiriéndose al hecho que muchos fenómenos de la naturaleza con respecto a la materia son de principal interés en la físicoquímica.
La físicoquímica representa una rama donde ocurre una combinación de diversas ciencias, como la química, la física, termodinámica, electroquímica y la mecánica cuántica donde funciones matemáticas pueden representar interpretaciones a nivel molecular y atómico estructural. Cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajo en los sistemas, sólido, líquido y/o gaseoso se encuentran también relacionados a estas interpretaciones de interacciones moleculares.
El químico estadounidense del siglo VIX Willard Gibbs es considerado el padre fundador de la fisicoquímica, donde en su publicación de 1876 llamada "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Estudio sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas) acuñó términos como energía libre, potencial químico, y reglas de fase, que años más tarde serían de principal interés de estudio en esta disciplina.
La Fisicoquímica moderna tiene firmes bases en la física pura. Áreas de estudio muy importantes en ella incluyen a la termoquímica (termodinámica química), cinética química, química cuántica, mecánica estadística, electroquímica, química del estado liquido y de superficies, y espectroscopía. La fisicoquímica forma parte fundamental en el estudio de la ciencia de materiales.

BIOQUIMICA

La bioquímica es la rama de la química que estudia los componentes químicos de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células. La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

SUBDICIPLINAS DE LA QUIMICA

Algunas de las múltiples subdisciplinas de la química son:
Química inorgánica: estudia los minerales; también estudia la estructura, transformación y propiedades de la materia.
Química orgánica: Síntesis y estudio de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.
Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.
Química física: se ocupa de la determinación de las leyes y las constantes fundamentales que rigen los procesos de la Química: Termodinámica, Propiedades Coligativas, Cinética y Mecanismos de Reacción, Qca. Teórica, Computacional, Cuántica.
Química cuántica
Fisicoquímica
Química medioambiental: estudia la influencia de todos los componentes químicos que hay en la tierra, tanto en su forma natural como antropogénica.
Química teórica
Química computacional
Electroquímica
Química nuclear
Petroquímica
Geoquímica: estudia todas las tranformaciones de los minerales existentes en la tierra.
Química analítica: estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra.
Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.
Química organometálica
Fotoquímica
Química industrial