La evolución de la química orgánica e inorgánica: historia, ciencia y relevancia para la educación

 

La evolución de la química orgánica e inorgánica: historia, ciencia y relevancia para la educación

La química es una de las ciencias centrales más importantes debido a que explica la composición, estructura y propiedades de la materia. Con el desarrollo del conocimiento científico durante los siglos XVIII y XIX surgieron divisiones fundamentales dentro de la disciplina. Entre estas, la química orgánica y la química inorgánica constituyen las áreas más antiguas y estructuradas, cada una con temas de estudio bien definidos y con una evolución histórica que transformó nuestra comprensión del mundo.

Para entender por qué hoy enseñamos estos dos campos como áreas independientes, es necesario revisar la historia, los científicos que moldearon su desarrollo y los conceptos que permiten a estudiantes y profesores comprender su importancia.

El origen de la química orgánica está estrechamente ligado a la idea, predominante hasta el siglo XVIII, de que los compuestos provenientes de seres vivos poseían una “fuerza vital”. Este concepto fue propuesto por pensadores naturalistas y consolidado en el marco del vitalismo. La distinción formal entre sustancias “de origen vivo” y sustancias “minerales” comenzó a delinearse en Europa hacia finales del siglo XVII. Sin embargo, la división científica moderna se establece con mayor claridad a partir de los trabajos del químico sueco Jöns Jacob Berzelius, quien en 1807 utilizó por primera vez los términos orgánico e inorgánico para clasificar compuestos con base en su origen.

Berzelius, nacido el 20 de agosto de 1779 en Väversunda, Suecia, tuvo una infancia marcada por dificultades familiares: quedó huérfano de ambos padres antes de los 10 años y fue criado por parientes, situación que fomentó en él disciplina y autodidactismo. Durante su juventud estudió medicina en la Universidad de Uppsala, donde se interesó profundamente por la química experimental. Su carrera adulta fue notable: sistematizó la nomenclatura química moderna, introdujo la notación simbólica, descubrió elementos como el cerio (1803) y el selenio (1817), y describió con precisión la diferencia entre compuestos orgánicos e inorgánicos. Aunque Berzelius era vitalista, sus contribuciones facilitaron la eventual caída del vitalismo.

La transformación crucial ocurre en 1828, cuando el químico alemán Friedrich Wöhler sintetizó urea a partir de cianato de amonio, demostrando que una sustancia orgánica podía producirse sin intervención de un organismo vivo. Wöhler, nacido el 31 de julio de 1800 en Eschersheim, creció en una familia burguesa dedicada al comercio. Desde su niñez mostró inclinación por las ciencias naturales y realizó estudios de medicina y química en Marburgo y Heidelberg. Su juventud estuvo marcada por una fuerte vocación por la experimentación, y en su vida adulta fue profesor en la Escuela Politécnica de Hannover, donde realizó numerosos descubrimientos, como el aislamiento del aluminio (1827). Su síntesis de urea erradicó la noción de fuerza vital y estableció definitivamente la química orgánica como ciencia basada en principios comunes a toda la materia, independientemente de su origen.

Mientras tanto, la química inorgánica se desarrollaba a partir del estudio de minerales, metales y reacciones no relacionadas con seres vivos. El interés por estas sustancias es ancestral, pero su consolidación como disciplina ocurre también con las contribuciones de Berzelius, del francés Antoine Lavoisier y del escocés Joseph Black. Lavoisier, nacido el 26 de agosto de 1743 en París, mostró desde joven habilidades excepcionales para la observación y el razonamiento. Durante su juventud estudió leyes y ciencias naturales, y en su vida adulta revolucionó la química moderna al establecer el principio de conservación de la masa (1789), redefinir el concepto de elemento químico y eliminar la teoría del flogisto. Su obra “Traité Élémentaire de Chimie” (1789) estableció las bases sobre las cuales la química inorgánica se desarrolló posteriormente.

Black, nacido el 16 de abril de 1728 en Burdeos, fue un químico escocés de infancia acomodada y formación universitaria temprana. En su juventud estudió medicina en Glasgow y Edimburgo. En su adultez descubrió el dióxido de carbono (1756) y formuló el concepto de calor latente, aportando fundamentos experimentales al estudio de sustancias inorgánicas y su comportamiento energético.

A lo largo del siglo XIX, la química inorgánica se expandió con los aportes de científicos como Humphry Davy, quien aisló potasio y sodio por electrólisis en 1807, y Dmitri Mendeléiev, quien publicó la primera tabla periódica moderna en 1869, permitiendo clasificar elementos y predecir sus propiedades.

Los temas actuales de química orgánica incluyen el estudio de hidrocarburos, alcanos, alquenos y alquinos, isomería, grupos funcionales, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, aminas y amidas, reacciones de sustitución, adición y eliminación, biomoléculas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), polímeros naturales y sintéticos, mecanismos de reacción, estereoquímica, química del carbono cuaternario, radicales libres, compuestos aromáticos y síntesis orgánica moderna. Estos temas permiten comprender la base molecular de los seres vivos y de gran parte de los materiales industriales contemporáneos.

La química inorgánica, por su parte, estudia elementos y compuestos minerales, metales y sus aleaciones, sales, óxidos, hidruros, ácidos y bases, estructuras cristalinas, enlaces iónicos y metálicos, química de coordinación, teoría de bandas, química organometálica, ácidos de Lewis y bases de Lewis, química de los gases nobles, compuestos de transición, propiedades magnéticas y electrónicas, reacciones ácido–base y redox, así como el análisis de la tabla periódica y tendencias periódicas. Estos contenidos permiten explicar fenómenos geológicos, industriales, energéticos y ambientales.

Estudiar ambas ramas es esencial porque la química orgánica explica la base molecular de la vida, los medicamentos, los plásticos, los combustibles y los materiales modernos, mientras que la química inorgánica fundamenta la comprensión de los metales, minerales, procesos industriales, catálisis, energías limpias, corrosión, electrónica y nanotecnología. Comprender su historia enseña a los estudiantes que el conocimiento científico es un proceso en constante evolución y que la división entre orgánico e inorgánico no es arbitraria, sino el resultado de siglos de observación, debate y descubrimiento. Para los profesores, conocer estos antecedentes permite ofrecer una enseñanza más profunda y contextualizada, conectando la química escolar con la ciencia real.

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TEXTO EN INGLÉS

The Evolution of Organic and Inorganic Chemistry: History, Science, and Educational Relevance

Chemistry is one of the most important central sciences because it explains the composition, structure, and properties of matter. With the development of scientific knowledge during the 18th and 19th centuries, fundamental divisions within the discipline emerged. Among these, organic chemistry and inorganic chemistry became the oldest and most structured areas, each with well-defined fields of study and a historical evolution that transformed our understanding of the world.

To understand why we teach these two fields today as independent areas, it is necessary to review their history, the scientists who shaped their development, and the concepts that allow students and teachers to grasp their importance.

The origin of organic chemistry is closely tied to the idea—predominant until the 18th century—that compounds derived from living organisms possessed a “vital force.” This concept was proposed by naturalist thinkers and consolidated within the framework of vitalism. The formal distinction between substances “of living origin” and “mineral substances” began to take shape in Europe toward the end of the 17th century. However, the modern scientific division became clearer with the work of Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius, who in 1807 used the terms organic and inorganic for the first time to classify compounds based on their origin.

Berzelius, born on August 20, 1779, in Väversunda, Sweden, had a childhood marked by family difficulties: he was orphaned by both parents before the age of 10 and raised by relatives, a situation that fostered discipline and self-learning. In his youth, he studied medicine at the University of Uppsala, where he developed a strong interest in experimental chemistry. His adult career was remarkable: he systematized modern chemical nomenclature, introduced symbolic notation, discovered elements such as cerium (1803) and selenium (1817), and accurately described the difference between organic and inorganic compounds. Although Berzelius was a vitalist, his contributions facilitated the eventual decline of vitalism.

The crucial transformation occurred in 1828, when German chemist Friedrich Wöhler synthesized urea from ammonium cyanate, demonstrating that an organic substance could be produced without the intervention of a living organism. Wöhler, born on July 31, 1800, in Eschersheim, grew up in a middle-class family dedicated to commerce. From childhood he showed an inclination for the natural sciences and pursued studies in medicine and chemistry in Marburg and Heidelberg. His youth was marked by a strong vocation for experimentation, and in adulthood he became a professor at the Polytechnic School of Hanover, where he made numerous discoveries, such as the isolation of aluminum (1827). His synthesis of urea eradicated the notion of vital force and definitively established organic chemistry as a science based on principles common to all matter, regardless of origin.

Meanwhile, inorganic chemistry developed from the study of minerals, metals, and reactions not related to living organisms. Interest in these substances is ancient, but its consolidation as a discipline also came through the contributions of Berzelius, French chemist Antoine Lavoisier, and Scottish chemist Joseph Black. Lavoisier, born on August 26, 1743, in Paris, showed exceptional observation and reasoning skills from a young age. In his youth he studied law and natural sciences, and in adulthood he revolutionized modern chemistry by establishing the law of conservation of mass (1789), redefining the concept of chemical element, and eliminating the phlogiston theory. His work Traité Élémentaire de Chimie (1789) established the foundations on which inorganic chemistry later developed.

Black, born on April 16, 1728, in Bordeaux, was a Scottish chemist from a well-off family who received early university education. In his youth he studied medicine in Glasgow and Edinburgh. In adulthood he discovered carbon dioxide (1756) and formulated the concept of latent heat, providing experimental foundations for the study of inorganic substances and their energetic behavior.

Throughout the 19th century, inorganic chemistry expanded with contributions from scientists such as Humphry Davy, who isolated potassium and sodium by electrolysis in 1807, and Dmitri Mendeleev, who published the first modern periodic table in 1869, allowing the classification of elements and the prediction of their properties.

Current topics in organic chemistry include the study of hydrocarbons, alkanes, alkenes, and alkynes, isomerism, functional groups, alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids, amines, and amides, substitution, addition, and elimination reactions, biomolecules (carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids), natural and synthetic polymers, reaction mechanisms, stereochemistry, quaternary carbon chemistry, free radicals, aromatic compounds, and modern organic synthesis. These topics help explain the molecular basis of living organisms and many contemporary industrial materials.

Inorganic chemistry, on the other hand, studies elements and mineral compounds, metals and their alloys, salts, oxides, hydrides, acids and bases, crystal structures, ionic and metallic bonding, coordination chemistry, band theory, organometallic chemistry, Lewis acids and bases, noble-gas chemistry, transition-metal compounds, magnetic and electronic properties, acid–base and redox reactions, as well as the analysis of the periodic table and periodic trends. These topics explain geological, industrial, energy-related, and environmental phenomena.

Studying both fields is essential because organic chemistry explains the molecular basis of life, medicines, plastics, fuels, and modern materials, while inorganic chemistry provides the foundation for understanding metals, minerals, industrial processes, catalysis, clean energy, corrosion, electronics, and nanotechnology. Understanding their history teaches students that scientific knowledge is a constantly evolving process and that the division between organic and inorganic is not arbitrary, but the result of centuries of observation, debate, and discovery. For teachers, knowing this background makes it possible to offer deeper and more contextualized instruction, connecting school chemistry with real science.

Referencias APA

Berzelius, J. J. (1811). Essai sur la théorie des proportions chimiques. Stockholm: Royal Swedish Academy of Sciences.

Black, J. (1756). Experiments upon magnesia alba, quicklime, and some other alcaline substances. Philosophical Transactions of the Royal Society.

Davy, H. (1812). Elements of Chemical Philosophy. London: J. Johnson & Co.

Lavoisier, A. (1789). Traité élémentaire de chimie. Paris: Chez Cuchet.

Mendeleev, D. (1869). On the relation of the properties to the atomic weights of the elements. Journal of the Russian Chemical Society.

Wöhler, F. (1828). Ueber künstliche Bildung des Harnstoffs. Annalen der Physik und Chemie.

Zumdahl, S. & Zumdahl, S. (2020). Chemistry (10th ed.). Boston: Cengage Learning.

Brown, T., LeMay, H., Bursten, B., Murphy, C., & Woodward, P. (2021). Chemistry: The Central Science (15th ed.). Pearson.

Atkins, P. & Jones, L. (2016). Chemical Principles (6th ed.). W. H. Freeman.

IUPAC. (2014). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). International Union of Pure and Applied Chemistry.