Compuesto químico
Definición
Un compuesto químico es una sustancia química compuesta de muchas moléculas idénticas (o entidades moleculares) compuestas por átomos de más de un elemento unidos por enlaces químicos. Un elemento químico unido a un elemento químico idéntico no es un compuesto químico ya que solo está involucrado un elemento, no dos elementos diferentes.Hay cuatro tipos de compuestos, dependiendo de cómo se mantienen unidos los átomos constituyentes:
- moléculas unidas por enlaces covalentes
- compuestos iónicos unidos por enlaces iónicos
- compuestos intermetálicos unidos por enlaces metálicos
- ciertos complejos unidos por enlaces covalentes coordinados.
Una fórmula química es una forma de expresar información sobre las proporciones de átomos que constituyen un compuesto químico particular, utilizando las abreviaturas estándar para los elementos químicos, y los subíndices para indicar el número de átomos involucrados. Por ejemplo, el agua está compuesta de dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno: la fórmula química es H 2 O. Muchos compuestos químicos tienen un identificador numérico exclusivo asignado por el Chemical Abstracts Service (CAS): su número CAS.
Un compuesto se puede convertir a una composición química diferente por interacción con un segundo compuesto químico a través de una reacción química. En este proceso, los enlaces entre los átomos se rompen en los dos compuestos que interactúan, y luego los enlaces se reforman para que se formen nuevas asociaciones entre los átomos.
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| El agua pura (H 2 O) es un ejemplo de un compuesto: el modelo de bola y adhesivo de la molécula (arriba) muestra la asociación espacial de dos partes de hidrógeno (blanco) y una parte (s) de oxígeno (rojo) |
Definiciones
Cualquier sustancia que consta de dos o más tipos diferentes de átomos (elementos químicos) en una proporción estequiométrica fija se puede denominar compuesto químico; el concepto se comprende más fácilmente cuando se consideran sustancias químicas puras. Se sigue de que se componen de proporciones fijas de dos o más tipos de átomos que los compuestos químicos se pueden convertir, mediante reacción química, en compuestos o sustancias que tienen cada uno menos átomos. La relación de cada elemento en el compuesto se expresa en una proporción en su fórmula química. Una fórmula química es una forma de expresar información sobre las proporciones de átomos que constituyen un compuesto químico particular, utilizando las abreviaturas estándar para los elementos químicos, y los subíndices para indicar el número de átomos involucrados. Por ejemplo, el agua se compone de dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno: la fórmula química es H 2O. En el caso de compuestos no estequiométricos, las proporciones pueden ser reproducibles con respecto a su preparación, y dar proporciones fijas de sus elementos componentes, pero proporciones que no son integrales [por ejemplo, para hidruro de paladio, PdH x (0.02 <x <0.58)].
Los compuestos químicos tienen una estructura química única y definida que se mantiene unida en una disposición espacial definida mediante enlaces químicos. Los compuestos químicos pueden ser compuestos moleculares unidos por enlaces covalentes, sales unidas por enlaces iónicos, compuestos intermetálicos unidos por enlaces metálicos o el subconjunto de complejos químicos que se mantienen unidos por enlaces covalentes coordinados. Elementos químicos puros generalmente no se consideran compuestos químicos, en su defecto el requisito de dos o más átomos, aunque a menudo se componen de moléculas compuestas de múltiples átomos (como en la molécula diatómica H 2 , o la molécula poliatómico S 8 , etc.). Muchos compuestos químicos tienen un identificador numérico exclusivo asignado por el Chemical Abstracts Service (CAS): su número CAS.
Hay una nomenclatura variable ya veces inconsistente que diferencia las sustancias, que incluyen ejemplos verdaderamente no estequiométricos, de los compuestos químicos, que requieren las relaciones fijas. Muchas sustancias químicas sólidas, por ejemplo muchos minerales de silicato, son sustancias químicas, pero no tienen fórmulas simples que reflejen la unión química de elementos entre sí en proporciones fijas; aun así, estas sustancias cristalinas a menudo se denominan "compuestos no estequiométricos". Se puede argumentar que están relacionados con, en lugar de ser compuestos químicos, en la medida en que la variabilidad en sus composiciones a menudo se debe a la presencia de elementos extraños atrapados dentro de la estructura cristalina de un compuesto químico verdadero conocido de otra manera , o debido a perturbaciones en la estructura relativas al compuesto conocido que surgen debido a un exceso de déficit de los elementos constituyentes en los lugares de su estructura; tales sustancias no estequiométricas forman la mayor parte de la corteza y el manto de la Tierra. Otros compuestos considerados como químicamente idénticos pueden tener cantidades variables de isótopos pesados o ligeros de los elementos constituyentes, lo que cambia levemente la proporción de elementos por masa.
Tipos
Moléculas
Compuestos ionicos
Compuestos intermetálicos
Complejos
Vinculación y fuerzas
Los compuestos se mantienen unidos a través de una variedad de diferentes tipos de enlaces y fuerzas. Las diferencias en los tipos de enlaces en los compuestos difieren según los tipos de elementos presentes en el compuesto.
Las fuerzas de dispersión de Londres son la fuerza más débil de todas las fuerzas intermoleculares. Son fuerzas de atracción temporales que se forman cuando los electrones en dos átomos adyacentes están posicionados de manera que crean un dipolo temporal. Además, las fuerzas de dispersión de Londres son responsables de la condensación de sustancias no polares a los líquidos, y de congelarse aún más a un estado sólido dependiendo de cuán baja sea la temperatura del ambiente.
Un enlace covalente, también conocido como un enlace molecular, implica el intercambio de electrones entre dos átomos. En primer lugar, este tipo de vínculo se produce entre elementos que se encuentran cerca uno del otro en la tabla periódica de elementos, sin embargo, se observa entre algunos metales y no metales. Esto se debe al mecanismo de este tipo de enlace. Los elementos que se encuentran cerca uno del otro en la tabla periódica tienden a tener electronegatividades similares, lo que significa que tienen una afinidad similar por los electrones. Como ninguno de los elementos tiene una afinidad más fuerte para donar o ganar electrones, hace que los elementos compartan electrones por lo que ambos elementos tienen un octeto más estable.
La unión iónica ocurre cuando los electrones de valencia se transfieren completamente entre los elementos. Contrario a la unión covalente, este enlace químico crea dos iones de carga opuesta. Los metales en enlace iónico generalmente pierden sus electrones de valencia, convirtiéndose en un catión de carga positiva. El no metal ganará los electrones del metal, haciendo que el no metal sea un anión cargado negativamente. Como se indica, los enlaces iónicos se producen entre un donador de electrones, generalmente un metal, y un aceptor de electrones, que tiende a ser no metálico.
La unión de hidrógeno ocurre cuando un átomo de hidrógeno unido a un átomo electronegativo forma una conexión electrostática con otro átomo electronegativo a través de dipolos o cargas que interactúan.
Reacciones
Un compuesto se puede convertir a una composición química diferente por interacción con un segundo compuesto químico a través de una reacción química. En este proceso, los enlaces entre los átomos se rompen en los dos compuestos que interactúan, y luego los enlaces se reforman para que se formen nuevas asociaciones entre los átomos. Esquemáticamente, esta reacción podría describirse como AB + CD → AD + CB , donde A, B, C y D son cada uno átomos únicos; y AB, AD, CD y CB son compuestos únicos.