¿Qué es la química física? – Definición y ejemplos

¿Qué es la química física?

Si miramos a nuestro alrededor, las reacciones químicas se están produciendo en todas partes. Cuando encendemos un fósforo para encender nuestras parrillas, ocurre una reacción química. Si mezclamos leche con levadura en polvo en nuestra receta favorita, ocurre una reacción.

¿Por qué algunas reacciones generan calor? ¿Cómo es posible que ciertas reacciones se produzcan rápidamente mientras que otras se mueven muy lentamente? Todas estas preguntas y más se pueden resolver dentro del campo de la química física.

La química física combina los principios de la física y la química para estudiar las características físicas o propiedades de las moléculas. Al comprender estas propiedades, aprenderá más sobre la forma en que se unen las moléculas, así como sobre cómo estas propiedades afectan la estructura real de una sustancia química. ¿Cómo juntamos las moléculas? Bueno, se pueden fabricar o sintetizar mediante una reacción química.

Dentro del campo de la química física, podemos investigar cómo se combinan moléculas o átomos para formar moléculas particulares. También podemos aprender sobre las diferentes propiedades de la materia, como por qué se quema un compuesto o sobre su capacidad para convertirse de una sustancia líquida a sólida. Sin duda, este campo es muy importante en el mundo de la ciencia, especialmente porque allana el camino para el descubrimiento de nuevas teorías.

Las teorías son explicaciones propuestas de lo que puede estar ocurriendo en nuestro mundo utilizando métodos científicos. Por ejemplo, una teoría puede intentar explicar por qué ciertos átomos de una molécula se comportan de cierta manera. Además de este propósito principal, la química física ofrece muchas ramas dentro del campo que tienen sus propios propósitos únicos. Repasemos algunos:

• La electroquímica es una rama de la química física que pregunta cómo se mezclan los átomos, electrones e iones en una corriente eléctrica.
• La fotoquímica pregunta ¿qué sucede cuando se usa luz en una reacción química?
• La termoquímica pregunta por qué esta reacción química produjo calor.
• La espectroscopia pregunta ¿qué sucede con la materia que emite radiación?
• La cinética química pregunta qué tan rápido fue una reacción química.

Un día en la vida de un químico físico

¿Está interesado en conocer las muchas formas en que se puede utilizar un material? ¿Alguna vez te has preguntado por qué un átomo muestra un conjunto particular de propiedades físicas? Estas son solo algunas de las muchas preguntas y misterios que se le puede pedir a un químico físico que resuelva. Como químico físico, se le puede pedir que explore formas más ecológicas de fabricar petróleo utilizando nanotecnología, o puede investigar las diferentes reglas necesarias para probar las propiedades químicas del arsénico, incluido su color y brillo.

Los químicos físicos predicen una reacción química, prueban esa reacción y desarrollan teorías sólidas. Con tanto trabajo involucrado, los físicos químicos manejan una gran cantidad de datos. Su carga de trabajo puede variar desde 100 puntos de datos hasta 1 millón de puntos de datos, y quizás incluso más. También funcionan con equipos muy complejos y de alta gama, como espectrómetros de masas y microscopios electrónicos.

Ejemplos de química física

Como comentamos, la química física se centra en comprender las propiedades de un material. Estas características van desde el punto de fusión y el punto de ebullición de una sustancia hasta su color, olor y dureza, y los materiales pueden incluir cualquier tipo de materia que pueda imaginar. Veamos dos ejemplos diferentes de materia que los químicos físicos pueden estudiar y ayudarán a ilustrar cuán útil puede ser la química física para nuestra vida diaria.

El primero trata de la energía solar. Un gran beneficio de nuestro sol es la luz solar que proporciona. Con la nanotecnología, hemos podido capturar y utilizar la energía luminosa del sol. Una forma de estudiar la energía luminosa de nuestro sol es mediante un método llamado espectroscopia. Los físicos químicos a menudo utilizan esta técnica científica que mide y analiza la luz absorbida, dispersada o emitida.

Un segundo ejemplo de química física se refiere a las nanopartículas. Una nanopartícula es una partícula diminuta y ultrapequeña que se puede encontrar en una amplia gama de productos. Por ejemplo, los protectores solares modernos se frotan sobre los transparentes gracias a las nanopartículas de óxido de zinc, en comparación con los protectores solares tradicionales que aparecían como una capa blanca debido a la presencia de partículas más grandes de óxido de zinc.

En química física, podemos utilizar varios métodos para estudiar las propiedades físicas de tales partículas. Este conocimiento puede ser bastante útil a la hora de diseñar diferentes materiales con nanopartículas, ya sea algo tan simple como un protector solar o tan complejo como la quimioterapia basada en nanotecnología para detener la propagación del cáncer.

Resumen de la lección

La química física es un campo que combina la física y la química para estudiar las propiedades físicas de las moléculas. El trabajo de un químico físico es bastante diverso y el objetivo principal es desarrollar y probar teorías. Dentro de este campo, el trabajo de investigación ayuda a explicar por qué las reacciones químicas ocurren de la manera en que lo hacen y, a menudo, para diseñar y mejorar los materiales que usamos todos los días.