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Los compuestos químicos Física y Química
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Física y Química
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Compuestos formados por moléculas
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La molécula de cloruro de hidrógeno
La fórmula del cloruro de hidrógeno es HCl. La configuración electrónica del último nivel energético de un átomo de cloro es 2 5; es decir, le falta un electrón para completarlo (configuración de gas noble). El átomo de hidrógeno posee un único electrón en su único nivel energético, 1. Mediante la formación de un enlace covalente, en el que el cloro y el hidrógeno comparten un par de electrones, se forma la molécula de HCl.
Un compuesto químico es una sustancia pura formada por dos o más elementos diferentes combinados siempre en proporciones fijas. Algunos compuestos formados por dos o más elementos no metálicos se presentan en forma de moléculas en la que los átomos están unidos por enlaces covalentes. Estos compuestos tienen puntos de fusión y ebullición muy bajos y no conducen la corriente eléctrica
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La molécula de amoniaco
La fórmula del amoniaco es NH3. La configuración electrónica del último nivel energético de un átomo de nitrógeno es 2 3; por tanto, le faltan tres electrones para completarlo. En la molécula de amoniaco cada átomo de hidrógeno comparte un par de electrones con el átomo de nitrógeno. Decimos que se han formado tres enlaces covalentes N–H.
La molécula de metano
La fórmula del metano es CH4. La configuración electrónica del último nivel energético de un átomo de carbono es 2 2, por tanto, le faltan cuatro electrones más para completarlo. En la molécula de metano cada átomo de hidrógeno comparte un par de electrones con el carbono. Se han formado cuatro enlaces covalentes C−H.
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El agua: una molécula singular
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La molécula de agua es un dipolo eléctrico, y ello hace que sus
propiedades sean diferentes de las de otras moléculas similares.
En estado sólido, las moléculas de agua están fuertemente unidas en formas hexagonales. En estado líquido forman agrupaciones y en estado gaseoso están sueltas.
La configuración electrónica del último nivel energético del átomo de oxígeno es 2 4, es decir, le faltan dos electrones para completarlo. En la molécula de agua, el átomo de oxígeno comparte un par de electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno.
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Compuestos formados por cristales
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Compuestos formados por cristales covalentes: el cuarzo
El cuarzo, SiO2, es un compuesto formado por la unión de dos elementos no metálicos, el silicio y el oxígeno. Es un sólido muy duro con elevados puntos de fusión y ebullición, que no se disuelve en agua y no conduce la corriente eléctrica. Se trata de un cristal covalente formado por una red tridimensional en la que cada átomo de silicio está unido a cuatro de oxígeno y cada átomo de oxigeno, a su vez, a dos de silicio.
Compuestos formados por cristales iónicos: el cloruro de sodio
El cloruro de sodio, NaCl, es un compuesto formado por la unión de un elemento metálico y otro no metálico. Se caracteriza por: o Sólido cristalino. o Altos puntos de fusión y ebullición. o Gran dureza. o Muy soluble en agua. o No conduce la corriente eléctrica en estado sólido pero es
conductor cuando está fundido o disuelto.
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Formación de un cristal iónico
Un metal se une con un no metal mediante la formación de iones. Un ion con carga positiva es un catión. Uno con carga negativa es un anión. Cuando se unen forman cristales iónicos.
Llamamos enlace iónico a la fuerza de atracción electrostática que mantiene unidos a los iones de distinto signo en la red cristalina.
La atracción electrostática no se limita a un solo par de iones, sino que cada ion se rodea del máximo posible de iones de carga opuesta, formando un cristal iónico.
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Masa molecular relativa
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La masa molecular de un elemento o de un compuesto es igual a la suma de las masas atómicas relativas de los átomos que aparecen en su fórmula. La masa molecular no tiene unidades.
Ejemplo: masa molecular del H2O - masa atómica relativa del hidrógeno = 1 - masa atómica relativa del oxígeno = 16 - masa molecular relativa del H2O = 2 · 1 + 16 = 18
Composición centesimal
Es el porcentaje de masa correspondiente a cada uno de los elementos que forman un compuesto químico.
Ejemplo: composición centesimal del agua.
- % de oxígeno =16
18∙ 100 = 88,89%
- % de hidrógeno =2
18∙ 100 = 11,11%
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La cantidad de sustancia: el mol
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El método científico
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La cantidad de sustancia, n, es una magnitud fundamental cuya unidad en el SI es el mol.
Un mol designa un conjunto de 6,022 ⋅ 1023
partículas idénticas, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o agrupamientos específicos de ellas. Este número tan enorme recibe el nombre de número o constante de Avogadro, NA, en honor al científico italiano A. Avogadro.
número de mol × 6,022 ∙ 1023 partículas mol = número de partículas
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La masa molar
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La masa molar, M, es la masa de un mol de átomos, moléculas, iones o partículas. Se expresa en kg/mol o en g/mol.
La relación existente entre cantidad de sustancia, masa y masa molar es:
cantidad de sustancia =masa en gramos
masa molar; 𝑛 mol =
𝑚 (g)
𝑀 (g
mol)
Sodio Está formado por átomos de sodio, Na. • 1 mol de átomos de Na tiene una masa de 23 g. • La masa molar del Na es 23 g/mol. • En 23 g de Na hay 6,022 ⋅ 1023 átomos de Na.
Yodo Está formado por moléculas diatómicas, I2. • 1 mol de moléculas de I2 tiene una masa de 127 ⋅ 2 = 254 g. • La masa molar del I2 es 254 g/mol. • En 254 g de I2 hay: 6,022 ⋅ 1023 moléculas de I2 y 6,022 ⋅ 1023 ⋅ 2 = 1,204 ⋅ 1024
átomos de I.
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Compuestos de especial interés: ácidos y bases
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Los ácidos y las bases son compuestos muy importantes.
Las sustancias pueden clasificarse como: o Ácidas, si su pH es menor que 7. o Básicas, si su pH es mayor que 7. o Neutras, si su pH es igual a 7.
El pH de una sustancia se mide con un pH-metro o con papel indicador universal.
