Como escrever uma fórmula de composto químico

As fórmulas de compostos químicos fornecem uma comunicação abreviada para a estrutura de moléculas e compostos. Ler e escrever a fórmula química dos compostos requer apenas um pouco de compreensão da linguagem da química.

A ciência depende da precisão da linguagem para se comunicar com eficácia. As definições a seguir o ajudarão a aprender como escrever a fórmula química para diferentes compostos.

Os átomos são as menores partículas de um elemento. Os átomos não podem ser mais decompostos e ainda retêm as características únicas do elemento. Os átomos têm três subpartículas principais: prótons (partículas positivas) e nêutrons (partículas sem qualquer carga) formam o núcleo ou centro do átomo, e os elétrons (que têm cargas negativas) se movem em torno do núcleo. Esses minúsculos elétrons desempenham um papel crítico na formação de compostos.

Os elementos contêm apenas um tipo de átomo. Os elementos podem ser metais, não metais ou semimetais.

Os compostos se formam quando os átomos se combinam quimicamente. Quando os metais se combinam (reagem) com não metais, geralmente se formam compostos iônicos. Quando os não-metais se combinam, geralmente se formam compostos covalentes.

As moléculas são a menor parte de um composto que possui as propriedades do composto. As moléculas não têm carga, o que significa que os positivos e negativos se anulam.

Os íons se formam quando um átomo ou grupo de átomos ganha ou perde um ou mais elétrons, o que resulta em partículas com carga negativa ou positiva. Os íons positivos se formam quando os elétrons são perdidos ou retirados. Íons negativos se formam quando os elétrons são adicionados.

Uma fórmula química representa a composição química de uma substância. Escrever equações químicas requer a compreensão de como funcionam as fórmulas químicas.

Cada elemento tem seu próprio símbolo. A tabela periódica de elementos mostra os elementos e seus símbolos, que geralmente são a primeira ou as duas primeiras letras do nome do elemento. Alguns elementos, entretanto, são conhecidos há tanto tempo que seus símbolos derivam de seus nomes latinos ou gregos. Por exemplo, o símbolo para chumbo, Pb, vem da palavra latina plumbum.

Os símbolos químicos com duas letras sempre têm a primeira letra maiúscula e a segunda letra em minúsculas. Este formato padrão evita confusão. Por exemplo, o símbolo Bi representa o bismuto, elemento 83. Se você vir BI, isso representa um composto feito de boro (B, elemento 5) e iodo (I, elemento 53).

A posição dos números nas fórmulas químicas fornece informações específicas sobre o elemento ou composto.

Número de átomos ou moléculas

O número que precede um símbolo de elemento ou fórmula composta informa quantos átomos ou moléculas. Se nenhum número aparecer antes do símbolo, há apenas um átomo ou molécula. Por exemplo, considere a fórmula para a reação química que forma dióxido de carbono, C + 2O → CO₂. O número 2 que precede o símbolo de oxigênio O mostra que há dois átomos de oxigênio na reação. A falta de um número precedendo o símbolo de carbono C e a fórmula composta CO₂ mostra que há um átomo de carbono e uma molécula de dióxido de carbono.

Significado dos números subscritos

Números subscritos em fórmulas químicas representam o número de átomos ou moléculas imediatamente anteriores ao subscrito. Se nenhum subscrito segue o símbolo químico, apenas um dos elementos ou compostos ocorre na molécula. No exemplo do dióxido de carbono, CO₂, o subscrito 2 após o símbolo de oxigênio O diz que existem dois átomos de oxigênio no composto CO₂, e nenhum subscrito após o símbolo C diz que apenas um átomo de carbono ocorre na molécula. Moléculas mais complexas como o íon nitrato NO₃ será colocado entre parênteses se mais de um ocorrer na fórmula e o subscrito será colocado fora do parêntese de fechamento. Por exemplo, o nitrato de magnésio composto é escrito como Mg (NO₃)₂. Neste exemplo, o composto tem um átomo de magnésio e duas moléculas de nitrato.

Significado de números e sinais sobrescritos

Números e sinais sobrescritos representam as cargas de íons. Os íons podem ser átomos individuais ou poliatômicos. A maioria dos íons poliatômicos tem cargas negativas. Cargas negativas acontecem quando o número de elétrons é maior do que o número de prótons. Cargas positivas ocorrem quando o número de prótons excede o número de elétrons.

No exemplo do nitrato de magnésio, a fórmula da reação química é:

Mg²⁺ + 2 (NÃO₃)^- → Mg (NÃO₃)₂

O sobrescrito 2+ (que também pode ser escrito como +2 ou ++) mostra que o íon magnésio tem duas cargas positivas extras, enquanto o sobrescrito - mostra que o íon nitrato NO₃ tem uma carga negativa. Uma vez que a molécula final deve ser neutra, os positivos e negativos devem se cancelar para somar zero. Assim, um íon de magnésio positivo com sua carga 2+ se combina com dois íons de nitrato negativos, com uma carga negativa cada, para formar a molécula de nitrato de magnésio neutro:

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

Números e Prefixos Químicos

Muitas fórmulas usam prefixos latinos e gregos para identificar o número de átomos ou íons no composto. Os prefixos comuns incluem mono (um ou único), bi ou di (dois ou duplo), tri (três), tetra (quatro), penta (cinco), hexa (seis) e hepta (sete). Por exemplo, o monóxido de carbono tem um átomo de carbono e um átomo de oxigênio, enquanto o dióxido de carbono tem um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio. As fórmulas químicas são CO e CO₂, respectivamente.

Ao nomear produtos químicos, termos especiais e abreviações são comuns. O cátion ou íon positivo usa o nome do elemento, com um algarismo romano se o elemento tiver mais de uma carga possível. Se apenas um elemento forma o ânion ou íon negativo, o segundo termo é o nome do elemento "raiz" com a terminação -ide, como óxido (oxigênio + ide) ou cloreto (cloro + ide). Se o ânion for poliatômico, o nome vem do nome do íon poliatômico. Esses nomes devem ser memorizados, mas alguns íons poliatômicos comuns incluem:

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

Use os exemplos a seguir para praticar a redação de fórmulas químicas. Embora o nome geralmente mostre a ordem dos átomos ou compostos, como você sabe qual elemento vem primeiro em uma fórmula química? Ao escrever a fórmula, o átomo ou íon positivo vem primeiro, seguido pelo nome do íon negativo.

O nome químico do sal de mesa comum é cloreto de sódio. A tabela periódica mostra que o símbolo do sódio é Na e o símbolo do cloro é Cl. A fórmula química do cloreto de sódio é NaCl.

O nome químico de um solvente de lavagem a seco é tetracloreto de carbono. O símbolo do carbono é C. Tetra significa quatro e o símbolo do cloro é Cl. A fórmula química do tetracloreto de carbono é CCl₄.

O nome químico do bicarbonato de sódio é bicarbonato de sódio. O símbolo do sódio é o Na. O prefixo bi- significa dois ou duplo, e carbonato refere-se ao íon poliatômico CO₃. A fórmula química, portanto, é Na (CO₃)₂.

Tente escrever a fórmula para um composto chamado heptacloreto de dinitrogênio. Di- significa dois ou duplo, então há dois átomos de nitrogênio. Hepta- significa sete, então há sete átomos de cloreto (cloro). A fórmula então deve ser N₂Cl₇.

Um dos poucos íons poliatômicos carregados positivamente é o amônio. A fórmula para o íon amônio é NH₃⁺. O composto hidróxido de amônio tem a fórmula NH₃OH. Embora possa parecer lógico combinar símbolos para que a fórmula seja lida como NH₄O, isso não seria correto. Para escrever corretamente a fórmula química para esta molécula, os dois íons poliatômicos, amônio e hidróxido, são representados separadamente na fórmula.

Os metais de transição podem formar íons diferentes. A carga será mostrada no nome do composto como um algarismo romano. Por exemplo, o composto CuF₂ será escrito como fluoreto de cobre (II), determinado porque a carga do íon fluoreto é sempre 1, então o íon cobre de equilíbrio deve ter uma carga 2+. Usando este modelo, a fórmula para cloreto de ferro (III) deve ser FeCl₃ porque o ferro (III) tem uma carga 3+. Sabendo que um único íon cloro tem uma carga negativa, a molécula neutra deve ter três íons cloro negativos para equilibrar o íon ferro (III).

Nomes mais tradicionais e menos padronizados ainda persistem na química, entretanto. Por exemplo, muitos lavados com flúor listam o flúor estanoso como ingrediente. Estanoso se refere ao estanho (II), então a fórmula química do fluoreto estanoso é SnF₂. Outros nomes não padronizados comumente usados ​​incluem férrico [ferro (III)], ferroso [ferro (II)] e estânico [estanho (IV)]. O sufixo -ic se refere à forma com uma carga iônica mais alta, enquanto o sufixo -ous se refere à forma com a carga iônica mais baixa.