El lenguaje químico: Fórmulas
Hasta ahora has podido
comprender que para que exista una sustancia sus átomos deben unirse para
formar el compuesto. Hemos estudiado que sustancias como la sal de mesa,
cloruro de sodio (NaCl), está formado por un átomo de cloro y otro de sodio; y
que están unidos mediante una fuerza de atracción electrostática que
denominamos: enlace iónico. También estudiamos el enlace ente el hidrógeno y el
oxígeno, el que produce agua; en este caso unidos mediante un enlace covalente, así como otras sustancias simples
como el dihidrógeno, etc.
Los compuestos se pueden
identificar por: un nombre, una fórmula o un modelo. El nombre científico se ha variado y adaptado
con el transcurrir del tiempo, según lo
propuesto por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (I.U.P.A.C.),
que es el organismo internacional que elabora y propone las normas de
nomenclatura y formulación de los compuestos químicos.
La fórmula de un compuesto puede ser
representada en forma global o desarrollada. La primera sólo establece la
cantidad de átomos que la forman, mientras que la desarrollada indica, además,
como se unen los átomos. Los modelos moleculares son representaciones tridimensionales
que el científico propone para explicar la estructura y comportamiento de los
compuestos químicos. Por ejemplo:
Los
procesos en los que las sustancias cambian, originando otras diferentes, se
denominan: reacciones químicas. Las
sustancias obtenidas en una reacción difieren de las originales en sus
propiedades características y en su estructura corpuscular. Cada vez que tiene
lugar una reacción se rompen enlaces de los reactivos y se forman nuevos, los que dan lugar a las nuevas
sustancias, los productos. Un
ejemplo de reacción química es la formación del dióxido de carbono, que es el
gas que exhalas en tu respiración y puede obtenerse al quemar un trozo de
carbón en una atmósfera de oxígeno; podríamos representar dicha reacción de las
siguientes formas:
 |
|
En una ecuación química las
sustancias intervinientes se denominan reactivos y las obtenidas productos, y
se representan por sus símbolos y/o fórmulas químicas y el estado físico en el que
se encuentran.
C(S) + O2(g) CO2(g)
Reactivos Productos
|
|||||||||||
Un tipo de reacciones químicas: las combustiones:
Las reacciones químicas en las
que interviene el oxígeno reaccionando con otro elemento, y que se caracteriza
por liberar energía, se denominan reacciones
de combustión y al producto óxido.
Formulación y nomenclatura de óxidos:
Ø Óxido de magnesio:
ENMg= 1,2
ENO= 3,5
DEN= 2,3
Enlace iónico.
|
Fórmula: MgO
|
Al representar las fórmulas de los óxidos obtenidos en las
combustiones, como por ejemplo el anteriormente representado, el oxígeno se
representa al final, debido a una convención internacional establecida para
todos los compuestos. Dicha convención establece que el elemento más
electronegativo se representa primero.
Ø
Óxido de
sodio:
ENNa= 0,9
ENO= 3,5
DEN= 2,6
Enlace iónico.
|
Fórmula: Na2O
|
Como puedes observar en el ejemplo anterior, se utilizan números
como subíndices, en las fórmulas, que representan la atomicidad del elemento en
dicho compuesto. Dichos subíndices se determinan experimentalmente mediante un
análisis químico, pero por comodidad utilizaremos un número que nos ayudará a poder formular
compuestos que es el número de oxidación.
Número de oxidación:
Debido a la DEN entre dos elementos
que forman un enlace, los electrones compartidos se desplazan hacia uno de
ellos haciendo que cada uno de los átomos del enlace adquiera una carga
aparente.
A la carga
que adquiriría un átomo, que está formando un enlace, si le adjudicáramos los
pares de electrones compartidos al más electronegativo, se denomina número de oxidación.
Para determinar el número de oxidación de los elementos debemos
seguir las siguientes reglas:
1.
El número de oxidación de un
elemento en una sustancia simple es cero.
2.
El número de oxidación del
hidrógeno, en la mayoría de los compuestos es +1.
3.
El número de oxidación del
oxígeno, en la mayoría de los compuestos es -2.
4.
El número de oxidación de un ion
(catión o anión) es igual a la carga del ion.
5.
La suma algebraica de los
números de oxidación de los elementos que forman una especie compuesta es cero.
Algunos ejemplos:
1. Óxido de magnesio (MgO): dado que la suma de los números de oxidación en un compuesto debe
ser cero y el número de oxidación del
oxígeno es -2, entonces el estado de oxidación del magnesio es +2.
2. Óxido de azufre (SO2): como el número de oxidación del
oxígeno es -2, y la suma de los números de oxidación debe ser cero, entonces el
número de oxidación del azufre en este compuesto es +4.
Estado de oxidación de algunos elementos:
Elementos metálicos
|
Elementos no
metálicos
|
||||
Elemento
|
Símbolo
|
Nº de oxidación
|
Elemento
|
Símbolo
|
Nº de oxidación
|
Litio
|
Li
|
+1
|
Flúor
|
F
|
+/- 1
|
Sodio
|
Na
|
Cloro
|
Cl
|
+/-
1, 3, 5 y 7
|
|
Potasio
|
K
|
Bromo (*)
|
Br
|
+/-
1 y 5
|
|
Plata
|
Ag
|
Iodo (*)
|
I
|
+/-
1, 5 y 7
|
|
Bario
|
Ba
|
+2
|
Oxígeno
|
O
|
-2
|
Calcio
|
Ca
|
Carbono
|
C
|
+/-
2 y 4
|
|
Magnesio
|
Mg
|
Azufre
|
S
|
+/-
2, 4 y 6
|
|
Zinc
|
Zn
|
Nitrógno(**)
|
N
|
+/- 3 y 5
|
|
Aluminio
|
Al
|
+3
|
Fósforo
|
P
|
|
Cobre
|
Cu
|
+1 y +2
|
Semimetales
|
||
Mercurio
|
Hg
|
Boro
|
B
|
+3
|
|
Oro
|
Au
|
+1 y +3
|
Silicio
|
Si
|
+4
|
Hierro
|
Fe
|
+2 y +3
|
(*) por razones de simplificación, muchas veces se supone que
los elementos I y Br actúan con nº de
oxidación: 1, 3, 5 y 7
|
||
Cobalto
|
Co
|
||||
Níquel
|
Ni
|
||||
Platino
|
Pt
|
+2 y +4
|
(**) el nitrógeno también forma óxidos actuando
con 2 y 4
|
||
Plomo
|
Pb
|
||||
Estaño
|
Sn
|
||||
Nomenclatura:
Se denomina nomenclatura al
conjunto de reglas que permiten nombrar a las sustancias.
Para nombrar los óxidos deberás:
Indicar primero la palabra óxido, seguida del nombre del elemento
que acompaña al oxígeno. Si el elemento tiene número de oxidación variable se puede:
Indicar con número romano su
valor. A esta denominación se la conoce como Sistema de Stock, propuesto por el
químico alemán Stock.
Utilizar prefijos de cantidad
para indicar el número de átomos de cada elemento interviniente. Esta
denominación se conoce como nomenclatura I.U.P.A.C.
Nº de átomos
|
Prefijos
|
Nº de átomos
|
Prefijos
|
1
|
Mono
|
5
|
Penta
|
2
|
Di
|
6
|
Hexa
|
3
|
Tri
|
7
|
hepta
|
4
|
tetra
|
