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Fórmula química

Definición de fórmula química

Una fórmula química es una notación utilizada por los científicos para mostrar el número y tipo de átomos presentes en una molécula, utilizando los símbolos atómicos y subíndices numéricos. Una fórmula química es una representación simple, por escrito, de una molécula tridimensional que existe. Una fórmula química describe una sustancia, hasta los átomos exactos que la componen. Hay tres tipos básicos de fórmulas químicas, la fórmula empírica, la fórmula molecular y la fórmula estructural.

Cada una de estas fórmulas químicas proporciona información ligeramente diferente sobre la composición de una sustancia y pistas sobre su forma tridimensional y cómo interactuará con otras moléculas, átomos e iones. En una fórmula química, las letras representan el símbolo atómico de cada átomo. El subíndice (inferior) representa el número de cada átomo, mientras que el superíndice (superior) representa la carga de un átomo determinado. Un coeficiente antes de una fórmula química representa esa cantidad de unidades de la molécula. Cada uno de los diferentes tipos de fórmulas químicas se lee de forma un poco diferente.

Tipos de fórmula química

Formula empírica

La fórmula química empírica representa el número relativo de átomos de cada elemento del compuesto. Algunos compuestos, como el agua, tienen la misma fórmula empírica y molecular, porque son pequeños y tienen la misma proporción de átomos en moléculas y número de átomos en una molécula. La fórmula empírica y molecular del agua se ve así:

H ₂ O

La fórmula empírica está determinada por el peso de cada átomo dentro de la molécula. Por lo tanto, para una molécula un poco más grande como el peróxido de hidrógeno, la fórmula empírica muestra solo la proporción de átomos. En este caso:

HO:

Sin embargo, esta fórmula química empírica solo muestra la base básica de la molécula. En realidad, dos moléculas de HO: se unen para formar una molécula de peróxido de hidrógeno.

Fórmula molecular

La fórmula molecular viene a mostrar el número real de átomos dentro de cada molécula. Por tanto, para el peróxido de hidrógeno, la fórmula molecular es:

H ₂ O ₂

Como puede ver, esto confunde un poco la estructura real del peróxido de hidrógeno. Si bien la fórmula química empírica da pistas de que la molécula tiene dos átomos de oxígeno unidos en el medio, la fórmula molecular no lo aclara en absoluto. Sin embargo, la fórmula molecular se usa a menudo para describir moléculas, simplemente porque es conveniente y la mayoría de las moléculas se pueden buscar después de identificar su fórmula.

Fórmula estructural

La fórmula estructural de una molécula es una fórmula química con un toque más artístico. En esta fórmula química, se muestran los enlaces reales entre moléculas. Esto ayuda al lector a comprender cómo están conectados los diferentes átomos y, por tanto, cómo funciona la molécula en el espacio. Hay muchas fórmulas químicas estructurales diferentes a considerar.

El método más simple, el electrón del punto, usa dos puntos y puntos para mostrar los enlaces entre los átomos. Cada dos puntos representa un par de electrones, compartidos entre los átomos a cada lado del colon. Esta fórmula representa con mayor precisión la disposición real de los átomos dentro de una molécula. En el caso del agua, la fórmula del punto del electrón se vería así:

H: O: H

Otra fórmula química, la fórmula de la línea de enlace, también muestra los enlaces entre átomos. En lugar de mostrar cada electrón que se comparte, se usa una línea para designar un par de electrones compartido entre los átomos. El agua, en la fórmula de la línea de unión, se ve así:

HOH

Los científicos han creado fórmulas y representaciones de moléculas mucho más avanzadas, incluidos modelos tridimensionales de bolas y palos, modelos que llenan el espacio e incluso modelos que consideran la densidad electrónica de los átomos que se modelan. Estos modelos avanzados consideran no solo los átomos presentes y su número, sino también los ángulos, tamaños y distancias entre los átomos dentro de una molécula. El modelo de bola y palo del agua, a continuación, muestra incluso la polaridad de la molécula, ya que el gran átomo de oxígeno tiende a atraer la mayor cantidad de electrones.

Masa molecular de fórmula química

Una habilidad importante derivada de la fórmula química es calcular la masa molecular. La masa molecular de una molécula es la suma de todos los diferentes átomos que contiene. Cada sustancia tiene una masa molecular particular, determinada por su composición particular.

Para determinar la masa molecular de una sustancia, considere la fórmula química. La fórmula muestra fácilmente cada átomo presente. Asegúrate de multiplicar por el número de átomos de cada molécula. Los subíndices de cada átomo indicarán cuántos hay. Algunas moléculas grandes con múltiples grupos similares mostrarán a los grupos algo como el siguiente ejemplo:

C (OH) ₄

En este caso, hay cuatro grupos de (OH), no 4 átomos de hidrógeno. Asegúrese de tener esto en cuenta al calcular la masa molecular. La masa molecular se puede utilizar para identificar sustancias, pesar adecuadamente sustancias para experimentos y realizar una serie de cálculos que involucran la energía involucrada en reacciones químicas. Los científicos suelen utilizar una fórmula química como almacén de gran parte de esta información, sin tener que explicar la química básica en cada artículo.

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