On Chemical Activity Foundations of a classificatory approach to the study of chemical combination

Abstract

Estructura y actividad son conceptos centrales y sin embargo ambiguos de la química que admiten una variedad de denotaciones distintas. La popular (aún si raramente explícita) identificación de estructura química con una teoría atómica de la constitución de la materia que da cuenta de su comportamiento durante el cambio químico entra en conflicto con perspectivas contemporáneas en la historia y la filosofía de la química. Al mismo tiempo, trivializa el concepto de actividad química, privándolo de cualquier dimensión teórica relevante. En contra de esta perspectiva definimos estructura y actividad como aproximaciones epistémicas opuestas, caracterizadas por otorgar prioridades ontológicas inversas a los conceptos de relación y propiedad, que interactúan en la teoría química. La prioridad dada a las relaciones como determinantes de las propiedades de las sustancias característica de la teoría de la actividad química motiva una matematización peculiar de esta aproximación epistémica, usando los formalismos de la teoría de categorías, el análisis formal de conceptos, y el análisis de redes. El formalismo matemático resultante permite o sugiere una reconstrucción exitosa de constructos químicos clave tales como ácido, base, y función orgánica, provee los fundamentos de una metodología para el análisis de similitud entre sustancias vistas como objetos en una red de reacciones químicas, y revela el potencial de la actividad química como una auténtica teoría de la combinación química, complementaria a la teoría estructural y perfectamente capaz de construir conocimiento químico por sus propios medios. / Abstract. Structure and activity are central yet ambiguous concepts of chemical science, being susceptible to a variety of distinct denotations. The popular (though seldom explicit) attachment of chemical structure to an atomic constitution theory that accounts for the behavior of matter as it undergoes chemical change conicts with contemporary perspectives in the history and philosophy of chemistry and trivializes the concept of chemical activity, depriving it of any relevant theoretical dimension. Against this perspective, we define structure and activity as opposing epistemic approaches that interplay in chemical theory and are characterized by reverse ontological priorities ascribed to the concepts of property and relation. The prioritization of relations as determinants of substance properties characteristic of chemical activity theory motivates a peculiar mathematization of this epistemic approach, using the formalisms of category theory, formal concept analysis, and network analysis. The resulting mathematical formalism allows or suggests the possibility of a successful reconstruction of key chemical constructs such as acid, base, and organic function; provides the foundation of a methodology for the analysis of similarity in chemical reaction networks; and unveils the potential of chemical activity as a fully-eshed theory of chemical combination, complementary to structure theory and readily capable of constructing chemical knowledge by its own means.Doctorad