Fórmula química
Fórmula química : un símbolo de la composición química y la estructura de los compuestos que utilizan los símbolos de los elementos químicos , signos numéricos y auxiliares ( corchetes , guiones, etc.). Las fórmulas químicas son parte integral del lenguaje de la química , en base a ellas se compilan los esquemas y ecuaciones de las reacciones químicas , así como la clasificación química y la nomenclatura de las sustancias [1] . Uno de los primeros en utilizarlos fue el químico ruso A. A. Iovsky .
La fórmula química puede representar o reflejar [1] :
Por ejemplo, la fórmula HNO 3 significa:
- 1 molécula de ácido nítrico o 1 mol de ácido nítrico;
- composición cualitativa: la molécula de ácido nítrico está formada por hidrógeno , nitrógeno y oxígeno ;
- composicion cuantitativa: la molecula de acido nitrico esta formada por un atomo de hidrogeno, un atomo de nitrogeno y tres atomos de oxigeno.
Especies
Actualmente, se distinguen los siguientes tipos de fórmulas químicas:
- La fórmula más sencilla . Se puede obtener empíricamente determinando la proporción deelementos químicosen una sustancia utilizando los valores de lamasa atómica de loselementos. Entonces, la fórmula más simpledel agua es H2O, y la fórmula más simplebenceno es CH (a diferencia de C6H6 - cierto,ver más abajo). Los átomos en las fórmulas se indican mediante signos de elementos químicos y su número relativo, mediante números en formato de subíndices. [2]
- La verdadera fórmula (empírica, fórmula molecular) [3] se puede obtener siel peso molecular [3] de la sustancia. La verdadera fórmula del agua es H2O, que coincide con la más sencilla. La verdadera fórmulabenceno esC6H6, que difiere de la más simple, reflejando la composición, pero no la estructura de las moléculas de la sustancia. La verdadera fórmula muestra el número exacto de átomos de cada elemento en una molécula. Este número corresponde al índice [inferior] - un pequeño número después del símbolo del elemento correspondiente. Si el índice es 1, es decir, solo hay un átomo de un elemento dado en la molécula, entonces no se indica dicho índice.
- fórmula racional . En las fórmulas racionales se distinguen grupos de átomos que son característicos de clases de compuestos químicos. Por ejemplo, para los alcoholes, se distingue el−OH. Al escribir una fórmula racional, tales grupos de átomos se encierran entre paréntesis (OH). El número de grupos repetidos se indica mediante números en formato de subíndice, que se colocan inmediatamente después del paréntesis de cierre. Los corchetes se utilizan para reflejar la estructurade compuestos complejos. Por ejemplo, K4[Co (CN)6] [4] eshexacianocobaltato. Las fórmulas racionales a menudo se encuentran enforma semiexpandida, cuando algunos de los mismos átomos se muestran por separado para reflejar mejor la estructura de la molécula de la sustancia.
- La fórmula de Markush es una fórmula en la que se distinguen el núcleo activo y varias variantes de sustituyentes, combinados en un grupo de estructuras alternativas. Es una forma conveniente de denotar estructuras químicas de forma generalizada. La fórmula se refiere a la descripción de toda una clase de sustancias. El uso de fórmulas Markush "amplias" en patentes químicas genera muchos problemas y debates.
- fórmula empírica . Diferentes autores pueden utilizar este término para referirse a lafórmula más simple [5] , verdadera o racional [6] .
- Fórmula estructural . Muestra gráficamente la disposición mutua de los átomos en una molécula. Los enlaces químicos entre los átomos se indican mediante líneas (guiones). Hay fórmulas bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D). Los bidimensionales representan un reflejo de la estructura de la materia en un plano (también una fórmula esquelética : intenta aproximarse a una estructura 3D en un plano 2D). Los [modelos espaciales] tridimensionales nos permiten representar su composición más cercanamente a los modelos teóricos de la estructura de la materia y, a menudo (pero no siempre), una disposición mutua más completa (verdadera) de los átomos, el ángulo de enlace y las distancias entre átomos
Por ejemplo, para el etanol :
- La fórmula más simple: C 2 H 6 O
- Fórmula verdadera, empírica o bruta: C 2 H 6 O
- Fórmula racional: C 2 H 5 OH
- Fórmula racional en forma semiexpandida: CH 3 CH 2 OH
- Fórmula estructural (2D):
N N
│ │
H-C-C-O-H
│ │
N N
- Fórmula estructural (3D):
Opción 1:
Opcion 2:
La fórmula más simple C 2 H 6 O puede corresponder igualmente al dimetil éter (fórmula racional; isomería estructural ): CH 3 —O—CH 3 .
Hay otras formas de escribir fórmulas químicas. A finales de la década de 1980 aparecieron nuevos métodos con el desarrollo de la tecnología de las computadoras personales ( SMILES , WLN, ROSDAL, SLN, etc.). Las computadoras personales también usan software especial llamado editores moleculares para trabajar con fórmulas químicas .
Notas
- ↑ 1 2 Conceptos básicos de química (enlace inaccesible) . Consultado el 23 de noviembre de 2009. Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2009. (indefinido)
- ↑ Hay fórmulas empíricas y verdaderas . La fórmula empírica expresa la fórmula más simple de una sustancia (compuesto químico), que se establece por análisis elemental. Entonces, el análisis muestra que la fórmula más simple , o empírica , de un determinado compuesto corresponde a CH. La fórmula verdadera muestra cuántos de estos grupos CH simples están contenidos en la molécula. Representemos la fórmula verdadera en la forma (CH) x , luego en x = 2 tenemos acetileno C 2 H 2 , en x = 6 - benceno C 6 H 6 .
- ↑ 1 2 Estrictamente hablando, los términos " fórmula molecular " y " peso molecular " de la sal no se pueden usar, ya que no hay moléculas en las sales, sino solo redes ordenadas que consisten en iones . Ninguno de los iones de sodio [catión] en la estructura del cloruro de sodio "pertenece" a ningún ion de cloruro [anión] en particular. Es correcto hablar de la fórmula química de la sal y su correspondiente fórmula masa . Dado que la fórmula química ( verdadera ) del cloruro de sodio es NaCl, la masa fórmula del cloruro de sodio se define como la suma de las masas atómicas de un átomo de sodio y un átomo de cloro:
1 átomo de sodio: 22.990 a. e.m.
1 átomo de cloro: 35.453 a.u. em
———————————
Total: 58.443 a. comer.
Es costumbre llamar a este valor el " peso molecular " del cloruro de sodio, y no hay malentendidos si se conoce claramente la estructura de la sal. Un mol de cloruro de sodio tiene una masa de 58,443 g y contiene 6,022 10 23 iones de sodio y 6,022 10 23 iones de cloruro. Aunque no se combinan en pares en moléculas, la relación entre el número de esos y otros iones es exactamente 1:1.
- ↑ Las fórmulas de los compuestos del tipo iónico [y/o asumiendo que son iónico - polar covalente (intermedio iónico-covalente)] expresan solo la relación más simple entre iones (cationes y aniones). Así, un cristal de sal de mesa NaCl se compone de iones Na + y Cl- , que se encuentran en una proporción de 1:1, lo que asegura la neutralidad eléctrica del compuesto en su conjunto. Argumentando de manera similar, notamos que los cristales de CaF 2 consisten en Ca 2+ y F − en una proporción de 1:2. De la misma manera, K 4 [Co(CN) 6 ] consiste en cationes K + y aniones [ coordinación compleja ] Co(CN) 6 4− en una proporción de 4:1 (aunque este compuesto tiene un complejo de coordinación más complejo estructura cristalina). De manera similar, la pirita FeS 2 contiene cationes Fe 2+ y aniones S 2 2− en una proporción de 1: 1 (no tiene aniones sulfuro S 2− ; los átomos de azufre en el anión persulfuro están conectados por un covalente relativamente fuerte [no- enlace covalente polar ]).
En compuestos de este tipo, es imposible detectar moléculas individuales de NaCl y CaF 2 y, por lo tanto, estas fórmulas indican solo la proporción de cationes y aniones que componen estas sustancias (compuestos químicos).
- ↑ M. A. Fedorovskaya. Fórmula química // Enciclopedia química en volúmenes 5. - M. : Bolshaya Rossiyskaya Entsiklopediya, 1998. - V. 5. - P. 123. - 783 p.
- ↑ Manual de un químico. - L. : Química, 1971. - T. II. - S. 397. - 1168 pág. — 20.000 copias.
Véase también