¿Cuál es la relación de la física con la química?

Cuando la química y la física comenzaron como ciencias, la química se dedicó principalmente a los efectos del mundo microscópico en el mundo macroscópico. A Demócrito, un filósofo griego, se le ocurrió el concepto del átomo. Él teorizó que si sigues dividiendo la materia en pedazos cada vez más pequeños, alcanzarás una partícula fundamental, la que él llama “atomos”, que significa indivisible. Así se desarrolló la química a partir de este concepto. Tuvimos que esperar hasta finales del siglo 19 y principios del siglo 20 para aprender que dentro de cada átomo hay partículas, neutrones, protones y electrones aún más pequeños y hasta finales del siglo 20 para descubrir que esas partículas están formadas por quarks y otras partículas aún más pequeñas. Aún así, para un químico, los cambios en la naturaleza de la materia es lo que es importante, por lo tanto, las reacciones químicas. Preguntas sobre la composición de la materia, por qué el agua se compone de 2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, por qué la estructura de una molécula determina su función, por qué algunos sólidos son solubles en algunos solventes y otros no, etc.

La física comenzó a observar el mundo físico, de ahí el nombre Física. ¿Por qué la luz se comporta como lo hace, al predecir la posición de un planeta o determinar su órbita alrededor del Sol, qué es la gravedad? Estas son algunas de las preguntas fundamentales de la física y, dado que se trata del mundo macroscópico, se llama Física Clásica.

La química, sin duda, le debe mucho a la física, porque fueron los físicos los que comenzaron a hacer preguntas sobre los átomos, ¿la mecánica clásica se aplica a un átomo ?, por ejemplo. La respuesta es no. Todo un nuevo campo, la mecánica cuántica tuvo que desarrollarse para explicar la estructura del átomo, esta infinidad de físicos, que descubrió que no se puede predecir la “órbita” de un electrón alrededor del núcleo de un átomo con cierto grado de certeza. . Esto se denomina principio de incertidumbre de Heisenberg: si conoce la posición de un electrón con precisión, pierde toda la información sobre su impulso (de ahí su velocidad, ya que el impulso es la velocidad multiplicada por la masa), por el contrario, si conoce el momento del electrón, no puede determinó su posición. La mecánica cuántica tiene que ver con la probabilidad, por ejemplo, un orbital de un átomo se define como la probabilidad de encontrar un electrón dentro de ese volumen dado. Los orbitales se dibujan normalmente con un nivel de probabilidad del 95 al 99%, lo que significa que existe una probabilidad de entre el 1 y el 5% de que el electrón esté fuera de ese límite. Es como decir, sé que la persona X vive en Filadelfia, pero no la calle en la que vive la persona. En cualquier caso, en la actualidad, Física y Química están estrechamente relacionadas entre sí, si le preguntas a un físico, llamará a ese campo Física Química, si le preguntas a un químico, lo llamará Química Física. Es por eso que las dos disciplinas son importantes, te permiten ver la naturaleza como un todo, la Física no podría existir sin Química y viceversa, el mundo en el que vivimos sigue leyes fundamentales que pueden explicarse por Física y Química.

Fuente: Willian Q (Yahoo)

Como en este cómic de Randall Munroe, la química es realmente una extensión de la física, donde los conceptos de la física se aplican específicamente a la interacción de diferentes sustancias y cómo se comportan esas sustancias.

La física proporciona la base mecánica cuántica para la interacción de electrones en la base de la química.

A partir de eso, la química se basa en un marco que se aleja lentamente de una descripción cuántica, a una imagen más clásica, hacia sistemas y moléculas más complejos, que culminan en el límite con la biología y la geología.

La física da una base teórica a la química al explicar la estructura atómica a través de la mecánica cuántica.