Química inorgánica
La química moderna, que data más o menos de la aceptación de la ley de conservación de la masa a finales del siglo XVIII, se centró inicialmente en aquellas sustancias que no estaban asociadas a organismos vivos. El estudio de tales sustancias, que normalmente tienen poco o ningún carbono, constituye la disciplina de la química inorgánica. Los primeros trabajos trataron de identificar las sustancias simples -los elementos- que constituyen todas las sustancias más complejas. Algunos elementos, como el oro y el carbono, se conocen desde la antigüedad, y muchos otros se descubrieron y estudiaron a lo largo del siglo XIX y principios del XX. Hoy se conocen más de 100. El estudio de compuestos inorgánicos tan simples como el cloruro de sodio (la sal común) ha dado lugar a algunos de los conceptos fundamentales de la química moderna, siendo la ley de las proporciones definidas un ejemplo notable. Esta ley establece que, en la mayoría de las sustancias químicas puras, los elementos constitutivos están siempre presentes en proporciones fijas en masa (por ejemplo, cada 100 gramos de sal contienen 39,3 gramos de sodio y 60,7 gramos de cloro). La forma cristalina de la sal, conocida como halita, está formada por átomos de sodio y cloro entremezclados, un átomo de sodio por cada uno de cloro. Un compuesto de este tipo, formado únicamente por la combinación de dos elementos, se conoce como compuesto binario. Los compuestos binarios son muy comunes en la química inorgánica y presentan poca variedad estructural. Por esta razón, el número de compuestos inorgánicos es limitado a pesar del gran número de elementos que pueden reaccionar entre sí. Si se combinan tres o más elementos en una sustancia, las posibilidades estructurales aumentan.
Tras un periodo de inactividad a principios del siglo XX, la química inorgánica ha vuelto a ser un área de investigación apasionante. Los compuestos de boro e hidrógeno, conocidos como boranos, tienen características estructurales únicas que forzaron un cambio en el pensamiento sobre la arquitectura de las moléculas inorgánicas. Algunas sustancias inorgánicas tienen características estructurales que durante mucho tiempo se creyó que sólo se daban en los compuestos de carbono, e incluso se han producido algunos polímeros inorgánicos. La cerámica es un material compuesto por elementos inorgánicos combinados con oxígeno. Durante siglos, los objetos de cerámica se han fabricado calentando fuertemente un recipiente formado por una pasta de minerales en polvo. Aunque la cerámica es bastante dura y estable a temperaturas muy altas, suele ser frágil. En la actualidad, se están fabricando nuevas cerámicas lo suficientemente resistentes como para ser utilizadas como palas de turbina en motores a reacción. Existe la esperanza de que la cerámica sustituya algún día al acero en los componentes de los motores de combustión interna. En 1987 se descubrió que una cerámica que contenía itrio, bario, cobre y oxígeno, con la fórmula aproximada YBa2Cu3O7, era superconductora a una temperatura de unos 100 K. Un superconductor no ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica, y este nuevo tipo de cerámica podría muy bien encontrar un amplio uso en aplicaciones eléctricas y magnéticas. La cerámica superconductora es tan sencilla de fabricar que puede prepararse en el laboratorio de un instituto. Su descubrimiento ilustra la imprevisibilidad de la química, ya que los descubrimientos fundamentales aún pueden realizarse con equipos sencillos y materiales baratos.
Muchos de los avances más interesantes de la química inorgánica tienden un puente con otras disciplinas. La química organometálica investiga los compuestos que contienen elementos inorgánicos combinados con unidades ricas en carbono. Muchos compuestos organometálicos desempeñan un papel importante en la química industrial como catalizadores, que son sustancias capaces de acelerar la velocidad de una reacción incluso cuando están presentes en cantidades muy pequeñas. Se ha logrado cierto éxito en el uso de estos catalizadores para convertir el gas natural en sustancias químicas relacionadas pero más útiles. Los químicos también han creado grandes moléculas inorgánicas que contienen un núcleo de átomos de metal, como el platino, rodeado por una envoltura de diferentes unidades químicas. Algunos de estos compuestos, denominados grupos de metales, tienen las características de los metales, mientras que otros reaccionan de forma similar a los sistemas biológicos. Las cantidades mínimas de metales en los sistemas biológicos son esenciales para procesos como la respiración, la función nerviosa y el metabolismo celular. Este tipo de procesos constituyen el objeto de estudio de la química bioinorgánica. Aunque antes se pensaba que las moléculas orgánicas eran la característica química distintiva de los seres vivos, ahora se sabe que la química inorgánica también desempeña un papel vital.