Cuando estamos en la etapa del bachillerato, es común ver una materia en la que nos explican los elementos que forman la cadena de compuestos. Aquí haremos un pequeño recorrido para conocer estos compuestos químicos, sus reacciones y demás características.
Indice de Contenido
Compuestos químicos y conceptos
Los compuestos químicos se definen como las combinaciones de distintos elementos en distintas proporciones. Se representan de forma gráfica mediante modelos moleculares de bolas o también por su forma química. Una expresión que indica el tipo y el número de átomo que componen la sustancia.
Las uniones que mantienen distintos átomos enlazados pueden ser de tipo iónico, covalente o metálicos dependiendo de la naturaleza química de los dos átomos que se encuentre.
Todos ellos basados en la repulsión y atracción entre las partículas subatómicas que los componen.
Para formular y nombrar los distintos compuestos químicos existe una serie de reglas propuestas por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Permiten escribir la fórmula y asignar hasta tres nombres a una misma sustancia. Esto facilita la comunicación científica de forma internacional y unificada.
Naturaleza de los compuestos
Los átomos de los distintos elementos que componen las Propiedades físicas y químicas de la materia no se encuentran aislados unos de otros. Se combinan entre ellos para dar lugar a una gran variedad de sustancias químicas. Su composición se representa mediante modelos atómicos de esferas compactas unidas entre sí, donde cada elemento químico está indicado con un color distinto.
La forma de indicar la naturaleza microscópica de la materia no resulta útil a la hora de referirnos a cada sustancia química. Es por eso que se emplea la fórmula química que son expresiones escritas donde aparecen los símbolos de los elementos químicos que componen la sustancia. De igual forma se utiliza una serie de subíndices que indican la proporción atómica mínima entre ellos.
Independientemente de las formas en que se representan las sustancias, surge un tema fundamental para explicar su existencia. ¿Cuál es la Razón por la que los átomos prefieren unirse a estar separados? La respuesta se representa en la energía del sistema formado por dos átomos inicialmente alejados, conforme se han acercado.
Ejemplos de compuestos químicos
Para sacar un compuesto químico se necesitan dos o más elementos químicos. Si juntamos hidrógeno H y oxígeno O creamos un hidróxido OH, sería uno de los ejemplos de compuestos químicos. Pero si juntamos oxígeno y oxígeno solo obtendremos la molécula de oxigeno que no entra en la denominación de compuesto químico.
Esto porque a pesar de tener dos átomos, solo se tiene un elemento químico.
Tipos de compuestos químicos
Se ha comprobado que los únicos átomos que permanecen de forma aislada son los gases nobles. Por ello deben tener alguna característica en común que sea la causa de esta independencia microscópica. Si se analizan sus niveles electrónicos se observa que están completos.
Presentan un número de electrones tal, que completan los distintos niveles de energía. Esta observación sirve para describir las uniones entre dos átomos en cualquiera de los 3 tipos de enlaces, iónico covalente o metálico. Esta distinción se basa en el carácter metálico y no metálico de los átomos que se enlazan.
Iónico
Se habla de enlace iónico cuando se unen un átomo metálico y otro no metálico debido a que se forma la unión de átomos cargados o iones. De este modo, cuando un átomo de sodio se aproxima a un átomo de cloro se produce una trasferencia del último electrón de aquel hasta el átomo de cloro.
De esta forma se obtiene la unión cloruro en las cercanías del catión sódico cuya atracción electroestática los mantiene unidos. Esta tendencia por parte de los átomos metálico a perder sus electrones más externos a favor de su captura por parte de los átomos no metálicos para completar su nivel electrónico más externos. Esto hace que aparezcan proporciones que se encuentran en los compuestos iónicos.
Covalente
La interacción entre dos átomos no metálicos es escrita por el enlace covalente, cuya base teórica se encuentra en la preferencia por mantener sus electrones más externos por parte de los átomos que se encuentran. La solución radica en compartir tatos electrones como necesiten para completar su nivel electrónico superficial.
Dos átomos de hidrógeno comparten un electrón cada uno, por eso tenemos H2. Dos átomos de hidrógenos y uno de oxígeno comparten dos pares de electrones para formar los dos enlacen covalente que se encuentran en el agua, H2O. Mientras que el metano a su vez tiene la formula CH4 por que el carbono necesita 4 enlaces que provienen de electrones de 4 átomos distintos para completar su segundo nivel electrónico.
Metálico
Finalmente, el tercer tipo de enlace se denomina metálico y se encuentra entre los átomos de los elementos metálicos como ocurre en un trozo de hierro o en un cable de cobre. Sus átomos tienden a perder electrones y ordenar los cationes en una red cristalina tridimensional inmersa en una nube de electrones. Su elevada movilidad explica la conducción del calor y electricidad de los metales.
Composición química de los compuestos
Una vez que conocemos los fundamentos físicos que mantienen los átomos de los compuestos químicos unidos en la sustancia que forman el parte de la materia, se hace la asignación de fórmulas y nombres a cada una de ellas.
Si bien todos los compuestos se dividen en orgánicos e inorgánicos dependiendo de su origen geológico y biológico, ya podemos centrarnos en la naturaleza de las sustancias minerales. Dependiendo del número de elementos que los componen, los compuestos inorgánicos suelen clasificarse en binarios, ternarios o cuaternarios.
Formulación de los compuestos químicos
El organismo internacional que regula todo el conocimiento químico es la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. Es la encargada de establecer el procedimiento para escribir la fórmula química de cualquier compuesto. Así como la regla de nomenclatura de todos ellos, para que toda la comunidad científica utilice el mismo criterio y se entiendan en cualquier momento de la historia.
En cuanto a la formulación, se debe tener en cuenta la valencia de todos los componentes, que son las cargas eléctricas de los átomos cuando se combinan en el compuesto. De igual forma se debe tener en cuenta el orden de escritura de los elementos, de forma que siempre se escribe a la izquierda con valencia positiva y a la derecha la negativa.
En este sentido, se presta atención cuando los dos átomos pueden actuar con valencias positivas y negativas, es decir, las combinaciones binarias de los no metales. De forma que la preferencia por actuar con valencia negativa disminuye de derecha a izquierda y de arriba abajo en la tabla periódica. Se tiene en cuenta la situación especial del hidrógeno delante del nitrógeno
Reacción Química
Basándonos en el principio de electro neutralidad por el que las cargas eléctricas de los iones deben compensarse en los compuestos neutros, se ajustarán los subíndices. El número de átomos de cada ion junto con su carga resultan equivalentes.
Con todo esto, la fórmula de un compuesto orgánico binario se obtiene directamente sin más que posicionar los iones con sus cargas. Esto se logra en el orden correcto e intercambiándolos sin tener en cuenta su signo para simplificar siempre que sea posible.
Inorgánicos binarios
En cuanto a la regla para nombrar compuestos inorgánicos binarios se debe considerar la posibilidad de tener tres sistemas de nomenclatura alternativos para un mismo compuesto.
Clasificación
La nomenclatura sistemática, la stock y la tradicional. La nomenclatura sistemática hace uso de una serie de prefijos latinos para indicar el número de átomos de cada ion. Es decir, los subíndices del ion y del catión es la fórmula del compuesto. Por su parte, la nomenclatura Stock se centra en indicar la valencia con la que actúa el catión solo en el caso que se presenten algunas posibilidades, mediante números romanos entre paréntesis.
El sistema tradicional de nomenclatura emplea los sufijos ico y oso junto a los prefijos per e hipo para designar las valencias de mayor a menor de los cationes de un elemento.
Si es el sistema stock el seleccionado tras el nombre de la anión, se añade la palabra DE, y seguido el nombre del elemento que actúa como catión seguido de su valencia en número romanos entre paréntesis. Solo en caso de tener varias posibilidades. Con esto se indica cuáles de ellas se emplea en el compuesto concreto.
Cuando se nombra tradicionalmente un compuesto binario se tiene el nombre del nombre del anión y del catión seguidos cada uno con sufijos concretos dependiendo de su valencia.
Características
Aplicando las formulas anteriormente descritas de los compuestos nomenclatura a los compuestos inorgánicos binarios, sacamos la composición y nombre de las sustancias binarias, de los óxidos y de los compuestos binarios hidrogenados. Cada uno de ellos con una formula química general que permite reconocerlos a simple vista.
Tamaño
Es importante analizar dos propiedades de los compuestos químicos, que son el tamaño y la masa de las moléculas y los cristales. Los átomos no son capaces de verse ni con el microscopio más potente. La ciencia está avanzando mucho en este sentido.
Se han construido sistemas basados en sondas atómicas que perciben la presencia de átomos aislados acercándonos a la nanotecnología de una forma real. No obstante, cuando se analiza el tamaño de los átomos, se habla de radio atómico, iónico, covalente o metálicos. Todos ellos con valores tan pequeños en unidades del sistema internacional que se opta por utilizar la comunidad de medida a escala atómico molecular.
Masa
En cuanto a la masa de los átomos, como también su valor es muy pequeño cuando se expresa en kilogramos se opta por la unidad de más atómica como base de medida. Los valores de masa atómica de cada elemento se encuentran como información en la mayoría de las tablas periódicas para ser consultada.
Redes Sociales