Interpretación de Fórmulas químicas. Resumen.
- Red Cientifica Escolar
- 28 mar 2024
- 6 Min. de lectura
Actualizado: 9 jul
En esta guía vamos a estudiar la forma que la química usa para representar la composición de diferentes sustancias.
RECORDEMOS
Las SUSTANCIAS PURAS se caracterizan por presentar Composición Definida.
(si no lo recuerdas, revisa la guía de clasificación de la materia)
¿Qué se entiende por Composición Definida?
"Composición significa no solamente los elementos presentes, sino también la proporción en la cual se combinan los átomos."
(Chang & Goldsby, 2017).
"La fórmula química de una sustancia muestra su composición química y representa tanto a los elementos presentes como la proporción en la que se encuentran los átomos de dichos elementos.
La fórmula de un solo átomo es igual a su símbolo; por lo tanto, Na puede representar a un átomo de sodio. No es muy común encontrar átomos aislados en la naturaleza, salvo en el caso de los gases nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn).
Un subíndice después del símbolo de un elemento indica el número de átomos que forman una molécula."
(Whitten, 2015)
Apliquemos estas ideas a la fórmula del ácido sulfúrico (H2SO4)
¿Qué elementos están presentes en la molécula ?
La fórmula muestra los símbolos H, S y O, es decir, hidrógeno, azufre y oxígeno, respectivamente.
Recordemos que los símbolos de los elementos comienzan siempre con letras mayúsculas. Así, la fórmula CO es muy diferente a la fórmula Co
¿puedes ver la diferencia?
¿Cuál es la proporción de elementos en la molécula?
La fórmula muestra que el azufre (S) no tiene subíndice, por lo que se asume que hay 1 átomo por cada molécula.
Entonces
La proporción H : S : O en esta molécula es 2 : 1 : 4
es decir,
en 1 molécula de ácido sulfúrico, por cada
2 átomos de hidrógeno hay
1 átomo de azufre y
4 átomos de oxígeno.
Por lo tanto,
en 2 moléculas de ácido sulfúrico, tendremos
4 átomos de hidrógeno
2 átomos de azufre y
8 átomos de oxígeno.
de manera que la proporción H : S : O se mantiene
( 4 : 2 : 8 ) / 2 = 2 : 1 : 4
Y así sucesivamente,
en 3 moléculas de ácido sulfúrico, tendremos
6 átomos de hidrógeno
3 átomos de azufre y
12 átomos de oxígeno.
de manera que la proporción H : S : O se mantiene
( 6 : 3 : 12 ) / 3 = 2 : 1 : 4
Los coeficientes estequiométricos indican la cantidad de moléculas (o moles) de sustancia.
Representación gráfica de sustancias
La fórmula química molecular nos indica el tipo de elementos presentes y su proporción en una sustancia, pero no nos muestra el tipo de enlace químico y su distribución en el espacio. Para resolver esta deficiencia, se utilizan diferentes modelos moleculares
"Las moléculas son demasiado pequeñas como para poder observarlas de manera directa. Una forma efectiva para visualizarlas es mediante el uso de modelos moleculares. Por lo común se utilizan dos tipos de estos modelos: los modelos de esferas y barras, y los modelos espaciales (figura 2.12). En los primeros los átomos están representados por esferas de madera o plástico con orificios perforados en ellas. Para representar los enlaces químicos se utilizan barras o resortes. Los ángulos que se forman entre los átomos en los modelos se aproximan a los ángulos de enlace reales de las moléculas. Con excepción del átomo de H, todas las esferas son del mismo tamaño y cada tipo de átomo está representado por un color específico. En los modelos espaciales, los átomos están representados por esferas truncadas que se mantienen unidas a presión, de manera que los enlaces no se ven. El tamaño de las esferas es proporcional al tamaño de los átomos."
(Chang & Goldsby, 2017).
Al modelo espacial también se le llama Modelo Compacto.
"Las fórmulas estructurales se dibujan planas y en dos dimensiones y no suelen indicar información tridimensional específica de la molécula. Los modelos moleculares de barras y esferas y los modelos compactos nos ayudan a ver la forma y tamaño relativo de las moléculas. Estas cuatro representaciones se muestran en la figura 2.1. Los modelos de barras y esferas y los compactos muestran 1) la secuencia de enlaces, esto es, la manera en que están conectados los átomos, y 2) la distribución geométrica de los átomos en la molécula. Como veremos después, ambas tienen mucha importancia, pues determinan las propiedades de los compuestos."
(Whitten, 2015)
(Whitten, 2015)
Otros ejemplos de fórmulas químicas
Fórmula química del propano: C3H8
Fórmula estructural del propano:
Modelo de esferas y barras del propano:
Modelo espacial o compacto, del propano:
(Whitten, 2015)
Bibliografía
Chang, R. Goldsby, K. (2017). Química. 12a Ed. Mc Graw-Hill. México.
Whitten, K. Davis, R. Peck, M. Stanley, G. (2015). Química. 10a Ed. Cengage Learning. México.
Timberlake, K. (2013). Química general, orgánica y biológica. Estructuras de la vida. Educación media superior. 4a Ed. Pearson Education. México.
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
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VERSIÓN CREOL Entèpretasyon Fòmil Chimik – Rezime
Nan gid sa a n ap etidye fason chimi sèvi ak li pou reprezante konpozisyon diferan sibstans.
ANN SONJE
SIBSTANS PIYO yo gen Konpozisyon Ki Detèmine.
(si ou pa sonje sa, tcheke gid sou klasifikasyon matyè a)
Kisa yo rele Konpozisyon Ki Detèmine?
“Konpozisyon vle di pa sèlman eleman ki prezan yo, men tou rapò kote atòm yo konbine youn ak lòt.”
(Chang & Goldsby, 2017).
“Fòmil chimik yon sibstans montre konpozisyon chimik li, epi li reprezante eleman ki prezan yo ansanm ak rapò kantite atòm chak eleman.Fòmil yon sèl atòm se senbòl li; kidonk, Na ka reprezante yon atòm sodyòm. Li pa tèlman komen pou w jwenn atòm izole nan lanati, sòf pou gaz nob yo (He, Ne, Ar, Kr, Xe, ak Rn).
Yon soubisk ki vin apre senbòl yon eleman endike kantite atòm ki fòme molekil la.”
(Whitten, 2015)
Ann Aplike Ide Sa yo ak Fòmil Asid Silfirik la (H₂SO₄)
Ki eleman ki prezan nan molekil la?
Fòmil la montre senbòl H, S ak O, sa vle di idwojèn, silfè ak oksijèn, respektivman.
Sonje byen: senbòl eleman yo toujou kòmanse ak lèt majiskil. Konsa, fòmil CO trè diferan de fòmil Co.Ou wè diferans lan?
Ki rapò eleman yo genyen nan molekil la?
Soubisk yo montre kantite atòm chak eleman genyen.
Fòmil la montre ke silfè (S) pa gen soubisk, sa vle di gen 1 atòm pou chak molekil.
Donk,
Rapò H : S : O nan molekil sa a se 2 : 1 : 4
sa vle di,
nan 1 molekil asid silfirik, pou chak
2 atòm idwojèn genyen1 atòm silfè ak4 atòm oksijèn.
Kidonk,
nan 2 molekil asid silfirik, n ap jwenn:
4 atòm idwojèn2 atòm silfè8 atòm oksijèn
rapò H : S : O rete menm jan an
(4 : 2 : 8) ÷ 2 = 2 : 1 : 4
Epi konsa pou chak lòt ka:
nan 3 molekil asid silfirik, n ap jwenn:
6 atòm idwojèn3 atòm silfè12 atòm oksijèn
rapò a toujou rete:
(6 : 3 : 12) ÷ 3 = 2 : 1 : 4
Koeffisyan esteyochimik yo montre kantite molekil (oswa mol) sibstans lan genyen.
Reprezantasyon Grafik Sibstans yo
Fòmil molekilè chimik la montre kalite eleman ki prezan ak rapò yo, men li pa montre jan yo konekte ni fòm 3D yo. Pou konble mank sa a, nou sèvi ak diferan modèl molekilè.
“Molekil yo twò piti pou nou ka obsève yo dirèkteman. Youn nan pi bon fason pou wè yo se ak modèl molekilè. Gen de kalite prensipal: modèl boul ak ba, ak modèl espasyal (figi 2.12). Nan premye a, atòm yo se boul an bwa oswa plastik ki gen twou. Ba oswa ressort sèvi pou reprezante lyezon yo. Ang ki fòme yo apwoksime ak ang reyèl molekil la. Eksepte atòm H, tout boul yo gen menm gwosè, epi chak kalite atòm gen koulè pa li. Nan modèl espasyal la, boul yo koupe epi kole ansanm, kidonk nou pa wè lyezon yo. Gwosè boul yo pwopòsyonèl ak gwosè atòm yo.”(Chang & Goldsby, 2017)
Modèl espasyal la rele tou Modèl Konpak.
“Fòmil estriktirèl yo fèt plat sou papye epi nan 2 dimansyon, yo pa montre enfòmasyon 3D molekil la. Modèl boul ak ba yo ak modèl konpak yo ede nou wè fòm ak gwosè relatif molekil yo. Yo montre: 1) lòd koneksyon atòm yo, epi 2) distribisyon jeyometrik atòm yo. Tou de gen enpòtans, paske yo detèmine pwopriyete konpoze yo.”(Whitten, 2015)
Lòt Egzanp Fòmil Chimik
Fòmil chimik propàn: C₃H₈
Fòmil estriktirèl propàn:
Modèl boul ak ba propàn:
Modèl espasyal (konpak) propàn:
(Whitten, 2015)
Bibliyografi
Chang, R. & Goldsby, K. (2017). Chimie. 12yèm ed. McGraw-Hill, Meksik.
Whitten, K., Davis, R., Peck, M., & Stanley, G. (2015). Chimie. 10yèm ed. Cengage Learning, Meksik.
Timberlake, K. (2013). Chimie jeneral, òganik ak biyolojik. Estrikti lavi a. 4yèm ed. Pearson Education, Meksik.
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