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1.3: Historia de la Química Inorgánica

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    Los metales desempeñan un papel esencial en muchos aspectos de la civilización humana y han definido edades de la historia humana. El período de tiempo de aproximadamente 3300 a.C. a 1200 a.C. A menudo se conoce como la Edad del Bronce. Durante este periodo nuestros antepasados comenzaron a usar metal y aprendieron a mezclar diversos elementos con cobre para hacer una aleación fuerte, llamada bronce. Esta era produjo un avance significativo en la elaboración de cuchillos más afilados y armas más fuertes de metal en lugar de roca, madera y hueso. Alrededor del 1200 a.C., la raza humana encontró un metal aún más duro y descubrió una aleación mucho más fuerte llamada acero. A este periodo se le conoce como la Edad del Hierro. Más recientemente, periodos de tiempo conocidos como fiebre del oro han provocado enormes cambios en la distribución de la población y la riqueza en algunos países. El metal tiene una importancia obvia en nuestra forma de vida moderna. Hoy en día, el hierro y el acero se utilizan para la fabricación de edificios, máquinas, automóviles, joyas, ollas, herramientas, armas, vehículos, electrónica, instrumentos quirúrgicos y estructuras simbólicas como la Torre Eiffel y la Estatua de la Libertad. El oro, la plata y el cobre siguen sirviendo como moneda para el comercio y el intercambio de bienes y servicios.

    La existencia de la química como campo de estudio debe mucho al hecho de que el oro fue un bien valioso a lo largo de nuestra historia. Tanto en la antigua sociedad egipcia como durante el Imperio Romano, las minas de oro eran propiedad del estado, no de un individuo o grupo. Entonces, había pocas formas para que la mayoría de las personas obtuvieran legalmente oro para sí mismas. Los alquimistas eran un variado grupo de estudiosos y charlatanes que pretendían resolver este problema creando la Piedra Filosofal (que provocó la transmutación del plomo en oro). Se conocen tres grandes corrientes de alquimia: china, india y europea, y las tres corrientes tienen algunos factores en común. Las técnicas desarrolladas en la corriente europea finalmente influyeron en el desarrollo de la ciencia de la química.

    Figura\(\PageIndex{1}\). Receta alquimista. Muchos de los enfoques específicos que utilizaron los alquimistas cuando intentaron cambiar el plomo en oro son vagos y poco claros. Cada alquimista tenía su propio código para registrar sus datos. Los procesos se mantuvieron en secreto para que otros no pudieran sacar provecho de ellos. Diferentes estudiosos desarrollaron su propio conjunto de símbolos a medida que registraban la información que se les ocurrió. Muchos alquimistas no fueron muy honestos, tomando dinero de un noble al afirmar poder hacer oro con plomo, para luego salir de la ciudad en mitad de la noche. En ocasiones el noble detectaba el fraude y colgaba al alquimista. Para los 1300, varias reglas europeas habían declarado ilegal la alquimia y establecían castigos estrictos para quienes practicaban las artes alquímicas.

    Aunque los alquimistas nunca tuvieron éxito en cambiar el plomo en oro, hicieron varias contribuciones a la química moderna. Se descubrieron ácidos y bases fuertes, incluyendo ácido nítrico (\(ce{HNO3}\)), ácido sulfúrico (\(\ce{H2SO4}\)) y ácido clorhídrico (\(\ce{HCl}\)), así como hidróxido de sodio (\(\ce{NaOH}\)). Se desarrolló cristalería para realizar reacciones químicas, así como métodos de destilación, cristalización y sublimación. La alquimia ayudó a mejorar el estudio de la metalurgia y la extracción de metales a partir de minerales. Se desarrollaron enfoques más sistemáticos de investigación que permitieron el descubrimiento de átomos y sentaron las bases para el desarrollo de la tabla periódica. Para más información sobre la Historia de la Química en general, prueba la página LibreTexto Una breve historia de la química.

    Los compuestos inorgánicos se conocen y utilizan desde la antigüedad; probablemente el más antiguo es el pigmento azul profundo llamado azul prusiano (\(\ce{Fe4[Fe(CN)6]3}\)). Sin embargo, se desconocía la naturaleza química de estas sustancias hasta finales del siglo XIX y principios del XX, cuando surgió el campo moderno de la química de coordinación. Gran parte de lo que sabemos sobre la química inorgánica se basa en gran medida en el trabajo y los debates entre Alfred Werner (1866—1919; Premio Nobel de Química en 1913) y Sophus Mads Jørgensen (1837 —1914). Después de que Werner tuvo éxito en estos debates, el campo de la química inorgánica disminuyó en popularidad hasta mediados del siglo XX, cuando la segunda guerra mundial estimuló un renovado interés. Durante la era de la posguerra, se desarrollaron varios descubrimientos y teorías importantes. Por ejemplo, se desarrollaron importantes teorías de unión en compuestos de coordinación.

    Poco después de la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron Crystal Field Theory (CFT) y Ligand Field Theory (LFT). Estas son dos teorías críticas y complementarias que brindan explicaciones de las propiedades espectroscópicas, químicas y estructurales de los compuestos de coordinación inorgánicos, siendo CFT más simple y LFT más precisa. En la década de 1950, se descubrieron catalizadores organometálicos que catalizaron importantes reacciones orgánicas y se descubrió el Proceso Haber-Bosch. El proceso Haber-Bosch es catalizado por un catalizador de óxido inorgánico y es una de las reacciones industriales más importantes del mundo. Proporciona la síntesis de amoníaco directamente a partir del nitrógeno elemental, N 2, e hidrógeno, H 2.

    \[ \ce{N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3 (g)} \label{eq1} \]

    Desde su desarrollo a principios del siglo XX, ha llevado a la producción de una enorme cantidad de fertilizantes, incrementando enormemente la producción mundial de alimentos. Como resultado, se estima que una fracción significativa del contenido de nitrógeno en el cuerpo humano típico se deriva en última instancia de este proceso. Sin embargo, si bien la reacción debe realizarse a altas temperaturas y presiones en el entorno industrial, la enzima nitrogenasa en las raíces de las plantas puede llevar a cabo esta reacción en las condiciones suaves dentro del suelo. Luego, intensas investigaciones tuvieron como objetivo mejorar los catalizadores inorgánicos a través de la comprensión de los cofactores metálicos en las enzimas. El vínculo entre el proceso industrial de Haber-Bosche y la enzima nitrogenasa fue un puente temprano entre los campos de la química organometálica y la bioquímica.

    https://chem.libretexts.org/Bookshel...tion_Compounds

    Aportaciones

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