Cómo escribir una fórmula de compuesto químico

Las fórmulas de compuestos químicos proporcionan una comunicación abreviada de la estructura de moléculas y compuestos. Leer y escribir la fórmula química de los compuestos requiere solo un poco de comprensión del lenguaje de la química.

La ciencia depende de la precisión del lenguaje para comunicarse de manera efectiva. Las siguientes definiciones te ayudarán a aprender a escribir la fórmula química para diferentes compuestos.

Los átomos son las partículas más pequeñas de un elemento. Los átomos no se pueden descomponer más y aún conservan las características únicas del elemento. Los átomos tienen tres subpartículas principales: protones (partículas positivas) y neutrones (partículas sin ninguna carga) forman el núcleo o centro del átomo, y los electrones (que tienen cargas negativas) se mueven alrededor del núcleo. Estos diminutos electrones juegan un papel fundamental en la formación de compuestos.

Los elementos contienen solo un tipo de átomo. Los elementos pueden ser metales, no metales o semimetales.

Los compuestos se forman cuando los átomos se combinan químicamente. Cuando los metales se combinan (reaccionan) con los no metales, generalmente se forman compuestos iónicos. Cuando los no metales se combinan, generalmente se forman compuestos covalentes.

Las moléculas son la parte más pequeña de un compuesto que tiene las propiedades del compuesto. Las moléculas no tienen carga, lo que significa que los aspectos positivos y negativos se cancelan entre sí.

Los iones se forman cuando un átomo o grupo de átomos gana o pierde uno o más electrones, lo que da como resultado partículas cargadas negativa o positivamente. Los iones positivos se forman cuando se pierden o eliminan electrones. Los iones negativos se forman cuando se agregan electrones.

Una fórmula química representa la composición química de una sustancia. Escribir ecuaciones químicas requiere comprender cómo funcionan las fórmulas químicas.

Cada elemento tiene su propio símbolo. La tabla periódica de elementos muestra los elementos y sus símbolos, que suelen ser la primera letra o las dos primeras letras del nombre del elemento. Sin embargo, algunos elementos se conocen desde hace tanto tiempo que sus símbolos derivan de sus nombres latinos o griegos. Por ejemplo, el símbolo de plomo, Pb, proviene de la palabra latina plomo.

Los símbolos químicos con dos letras siempre tienen la primera letra en mayúscula y la segunda letra en minúscula. Este formato estándar evita confusiones. Por ejemplo, el símbolo Bi representa bismuto, elemento 83. Si ve BI, eso representa un compuesto hecho de boro (B, elemento 5) y yodo (I, elemento 53).

La posición de los números en las fórmulas químicas proporciona información específica sobre el elemento o compuesto.

Número de átomos o moléculas

El número que precede al símbolo de un elemento o fórmula compuesta indica cuántos átomos o moléculas. Si no aparece ningún número antes del símbolo, solo hay un átomo o molécula. Por ejemplo, considere la fórmula de la reacción química que forma dióxido de carbono, C + 2O → CO₂. El número 2 que precede al símbolo de oxígeno O muestra que hay dos átomos de oxígeno en la reacción. La falta de un número que precede al símbolo de carbono C y la fórmula compuesta CO₂ muestra que hay un átomo de carbono y una molécula de dióxido de carbono.

Significado de los números subíndices

Los números de subíndice en fórmulas químicas representan el número de átomos o moléculas que preceden inmediatamente al subíndice. Si ningún subíndice sigue al símbolo químico, solo uno de los elementos o compuestos se encuentra en la molécula. En el ejemplo del dióxido de carbono, CO₂, el subíndice 2 que sigue al símbolo de oxígeno O dice que hay dos átomos de oxígeno en el compuesto CO₂, y ningún subíndice después del símbolo C dice que solo hay un átomo de carbono en la molécula. Moléculas más complejas como el ion nitrato NO₃ se incluirá entre paréntesis si aparece más de uno en la fórmula y el subíndice se colocará fuera del paréntesis de cierre. Por ejemplo, el compuesto nitrato de magnesio se escribe como Mg (NO₃)₂. En este ejemplo, el compuesto tiene un átomo de magnesio y dos moléculas de nitrato.

Significado de los números y signos en superíndice

Los números y signos en superíndice representan las cargas de los iones. Los iones pueden ser átomos individuales o poliatómicos. La mayoría de los iones poliatómicos tienen cargas negativas. Las cargas negativas ocurren cuando el número de electrones es mayor que el número de protones. Las cargas positivas ocurren cuando el número de protones excede el número de electrones.

En el ejemplo del nitrato de magnesio, la fórmula de reacción química es:

Mg²⁺ + 2 (NO₃)^- → Mg (NO₃)₂

El superíndice 2+ (que también se puede escribir como +2 o ++) muestra que el ion magnesio tiene dos cargas positivas adicionales mientras que el superíndice - muestra que el ion nitrato NO₃ tiene una carga negativa. Dado que la molécula final tiene que ser neutra, los positivos y negativos deben anularse entre sí para sumar cero. Entonces, un ion de magnesio positivo con su carga 2+ se combina con dos iones de nitrato negativos, con una carga negativa cada uno, para formar la molécula de nitrato de magnesio neutra:

2 + 2(-1) = 2 - 2 = 0

Números y prefijos químicos

Muchas fórmulas usan prefijos latinos y griegos para identificar el número de átomos o iones en el compuesto. Los prefijos comunes incluyen mono (uno o simple), bi o di (dos o doble), tri (tres), tetra (cuatro), penta (cinco), hexa (seis) y hepta (siete). Por ejemplo, el monóxido de carbono tiene un átomo de carbono y un átomo de oxígeno, mientras que el dióxido de carbono tiene un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. Las fórmulas químicas son CO y CO₂, respectivamente.

Al nombrar productos químicos, son comunes los términos especiales y las abreviaturas. El catión o ion positivo usa el nombre del elemento, con un número romano si el elemento tiene más de una carga posible. Si sólo un elemento forma el anión o ión negativo, el segundo término es el nombre del elemento "raíz" con la terminación -ide, como óxido (oxígeno + ide) o cloruro (cloro + ide). Si el anión es poliatómico, el nombre proviene del nombre del ion poliatómico. Estos nombres deben memorizarse, pero algunos iones poliatómicos comunes incluyen:

• hidróxido (OH^-)
  
• carbonato (CO₃^-)
  
• fosfato (PO₄^3-)
  
• nitrato (NO₃^-)
  
• sulfato (SO₄^2-)

Utilice los siguientes ejemplos para practicar la escritura de fórmulas químicas. Aunque el nombre generalmente muestra el orden de los átomos o compuestos, ¿cómo saber qué elemento viene primero en una fórmula química? Al escribir la fórmula, el átomo o ión positivo aparece primero seguido del nombre del ión negativo.

El nombre químico de la sal de mesa común es cloruro de sodio. La tabla periódica muestra que el símbolo del sodio es Na y el símbolo del cloro es Cl. La fórmula química del cloruro de sodio es NaCl.

El nombre químico de un disolvente de limpieza en seco es tetracloruro de carbono. El símbolo del carbono es C. Tetra significa cuatro y el símbolo del cloro es Cl. La fórmula química del tetracloruro de carbono es CCl₄.

El nombre químico del bicarbonato de sodio es bicarbonato de sodio. El símbolo del sodio es Na. El prefijo bi- significa dos o doble, y carbonato se refiere al ion poliatómico CO₃. Por tanto, la fórmula química es Na (CO₃)₂.

Intente escribir la fórmula de un compuesto llamado heptacloruro de dinitrógeno. Di- significa dos o doble, por lo que hay dos átomos de nitrógeno. Hepta- significa siete, por lo que hay siete átomos de cloruro (cloro). La fórmula entonces debe ser N₂Cl₇.

Uno de los pocos iones poliatómicos cargados positivamente es el amonio. La fórmula del ion amonio es NH₃⁺. El hidróxido de amonio compuesto tiene la fórmula NH₃OH. Si bien puede parecer lógico combinar símbolos para que la fórmula se lea como NH₄Oh, esto no sería correcto. Para escribir correctamente la fórmula química de esta molécula, los dos iones poliatómicos, amonio e hidróxido, se representan por separado en la fórmula.

Los metales de transición pueden formar diferentes iones. El cargo se mostrará en el nombre del compuesto como un número romano. Por ejemplo, el compuesto CuF₂ se escribirá como fluoruro de cobre (II), determinado porque la carga del ión fluoruro es siempre 1-, por lo que el ión de cobre de equilibrio debe tener una carga 2+. Usando este modelo, la fórmula para el cloruro de hierro (III) tiene que ser FeCl₃ porque el hierro (III) tiene una carga de 3+. Sabiendo que un solo ion de cloro tiene una carga negativa, la molécula neutra debe tener tres iones de cloro negativos para equilibrar el ion de hierro (III).

Sin embargo, los nombres más tradicionales y menos estandarizados aún persisten en la química. Por ejemplo, muchos enjuagues con flúor incluyen el flúor estannoso como ingrediente. Stannous se refiere al estaño (II), por lo que la fórmula química del fluoruro estannoso es SnF₂. Otros nombres no estándar comúnmente usados ​​incluyen férrico [hierro (III)], ferroso [hierro (II)] y estánnico [estaño (IV)]. El sufijo -ic se refiere a la forma con una carga iónica más alta, mientras que el sufijo -ous se refiere a la forma con la carga iónica más baja.