Química V - Combinación y Relación de Elementos

SUSTANCIAS SIMPLES Y COMPUESTAS

Desde el punto de vista de la constitución de la materia, se define a la sustancia pura diciendo que es aquel sistema que está constituido por una sola clase de moléculas.

Dichas moléculas pueden ser tales que:

a) todos los átomos que la constituyen son idénticos entre sí. En este caso se trata de una sustancia pura simple.

b) hay átomos distintos entre sí que se han combinado. En este caso se trata de una sustancia pura compuesta.

Una determinada sustancia compuesta puede desdoblarse por métodos químicos, en dos o mas sustancias diferentes.

Por ejemplo: A partir del Carbonato de Calcio, puede obtenerse Oxido de Calcio y Dióxido de Carbono; a partir del agua, puede obtenerse Hidrogeno y Oxigeno:

Una reacción entre dos o mas sustancias simples, puede dar origen a una sustancia compuesta. Por ejemplo: al quemar el carbono, éste reacciona con el oxigeno produciendo dióxido de carbono.

Una sustancia simple, puede originar otra sustancia simple al ser sometida a ciertas condiciones de reacción. Por ejemplo: el Ozono, puede transformarse en Oxigeno.

CONCEPTO DE ELEMENTO - SIMBOLO

Si tenemos en cuenta unas determinada sustancia simple, como lo es el oxigeno, y otras sustancias simples y compuestas, como lo son el ozono, el oxido de mercurio, el agua, diremos que todas ellas tienen un "componente" en común. Es decir, en la molécula de todas las sustancias mencionadas, existen átomos de oxigeno.

A partir de ozono, oxido de mercurio y agua, es posible obtener oxigeno, aplicando en cada caso las condiciones de reacción adecuadas.

Definimos "Elemento" diciendo que: "es el componente común entre una determinada sustancia simple y cualquier otra sustancia simple o compuesta que por algún método puedan producir esa misma sustancia simple".

La noción de elemento y de sustancia simple no son equivalentes; una sustancia simple está formada por átomos de un mismo elemento, pero puede haber varias sustancias simples formadas por átomos de ese elemento.

Los ejemplos mas comunes son el del elemento oxigeno que puede formar sustancia simple oxigeno y sustancia simple ozono. 

El elemento fosforo puede formar sustancia simple fosforo rojo y sustancia simple fosforo blanco.

El elemento se representa con un símbolo. La sustancias simple se representa con una formula molecular.

El símbolo del elemento está formado por una letra mayúscula de imprenta que coincide con la inicial de su nombre en Latín. En algunos casos en que ésta inicial coincide para varios elementos, se agrega a la letra mayúscula de imprenta una letra minúscula cursiva tomada del resto del nombre.
Citamos algunos ejemplos:

Cada vez que se escribe el símbolo de un elemento, se representa un átomo del mismo. Pero el símbolo representa además, una masa de elemento igual al átomo gramo. Es decir que el símbolo de un elemento tienen también un significado estequiométrico, o sea, representa una masa.

FORMULAS

Una sustancia se representa por símbolos asociados entre si y asociados a su vez con subíndices, que indican el numero de átomos de  cada elemento que forman la molécula. Esa asociación de símbolos y números recibe el nombre de "Fórmula Química".

Cuando se quiere representar una reacción entre sustancias, se escribe una ecuación química.

Así, símbolos, formulas y ecuaciones, constituyen el lenguaje químico, sin el cual no es posible adelantar en el estudio de esta ciencia.

Fórmula Mínima: la fórmula mínima de un compuesto es un conjunto de símbolos afectados de subíndices primos entre sí, que representan la mínima proporción en que los átomos existen en la sustancia.

Formula Molecular: la fórmula molecular será siempre un múltiplo entero de la formula mínima y representa, para los casos en que la formula molecular tiene sentido, la constitución de la molécula de la sustancia.

VALENCIA - ESTADO DE OXIDACION - FORMULAS DESARROLLADAS

Se denomina "Valencia" (o cuantivalencia como se decía antiguamente) de un elemento, al o los números que resulten de dividir el átomo gramo del elemento por sus diversos equivalentes-gramo.

 Cuando los átomos de los elementos se combinan entre si, para dar origen a sustancias simples o compuestas, dichos átomos quedan unidos o relacionados por ciertos tipos de uniones que llamaremos "Uniones Químicas".

El numero de uniones químicas que pueden producirse entre átomos del mismo, o de distintos elementos, está íntimamente relacionado con la valencia o estado de oxidación del elemento.

Al producirse la formación de una sustancia, los átomos se combinan entre sí hasta que sus valencias quedan mutuamente saturadas. Es decir que una vez formada una sustancia, no pueden quedar valencias libres.

Como norma general, que tiene sus excepciones, diremos que al formarse sustancias compuestas de naturaleza inorgánica, los átomos saturan sus valencias con las de átomos de distinta clase.

La valencia de los elementos que se conocen, está perfectamente estudiada.

El concepto de valencia. relacionado con el concepto de unión química, nos permite escribir las llamadas "formulas desarrolladas".

La unión entre dos átomos se representa por un guion o segmento de recta. A su vez, en ningún caso, de un átomo podrán partir mas uniones químicas, o menos uniones químicas, que las correspondientes a su valencia.

Si suponemos que el hidrogeno (monovalente, o sea valencia = 1) se combina con el oxigeno (bivalente, o sea valencia = 2) para formar agua, tendremos la siguiente representación:

El dióxido de aluminio se produce por unión de Aluminio (trivalente) con oxigeno (bivalente):

El azufre actuando con su máxima valencia se combina con oxigeno e hidrogeno produciendo acido sulfúrico, cuya formula es:

Las formulas en las cuales no se indican la manera según la cual se unen los átomos son llamadas "formulas empíricas".

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Espero que haya resuelto las dudas de este tema tan contemporáneo y hayan disfrutado la lectura.

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